由等高线反演地形曲面的约束优化方法VIP免费

1由等高线反演地形曲面的约束优化方法由等高线反演地形曲面的约束优化方法由等高线反演地形曲面的约束优化方法由等高线反演地形曲面的约束优化方法宋敦江1，岳天祥2，杜正平2(1中国科学院科技政策与管理科学究所,北京,100190)(2中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101)摘要摘要摘要摘要：：：：基于HASM(HighAccuracySurfaceModeling)，提出一种由等高线建立DEM的优化控制(OptimizationControl)HASMOC方法。在区域离散化格网的基础上，结合HASM方程，通过建立等高线树，计算每个格网点高程值的上下界，建立不等式约束方程，求解该方程即得所求DEM。通过等高线间的约束优化控制，最小化HASM方程的函数值，既能保证地形曲面的整体光滑性，又能保证DEM结果对于原始等高线数据的忠实性。最后通过实际案例，将HASMOC方法与TIN方法的DEM模拟结果及回放的等高线进行比较分析.，结果显示，HASMOC方法能较好地克服TIN的很多缺点。关键词关键词关键词关键词：：：：等高线;HASM优化控制;约束不规则三角网(TIN);等高线回放中图分类号中图分类号中图分类号中图分类号:文献标识码文献标识码文献标识码文献标识码:AnewMethodofDEMGenerationfromContourlineUsingHASMandOptimizationControlSongDunjiang*a,YueTianxiangb,DuZhengpingbaInstituteofPolicyandManagementCAS,ZhongguancunEastRoadNo.55,BeijingChina100190bInstituteofGeographicalSciencesandNaturalResourcesResearchChineseAcademyofSciences(CAS).11A,RoadDaTun,ChaoYangDistrict,Beijing,China,100101Abstract:DEMcanbeconstructedfrommanykindsofdatasourcesamongwhichtraditionalcontourlinesfrommanualinterpretationoflandformsisstillanontrivialones.Thispaperproposedanewmethod(HASMOC)toconstructDEMfromcontourlinesbasedontheOptimizationControl.Presently,HASM(HighAccuracySurfaceModeling)whichisusedtohandlediscretepointsonly.Firstlyaregulargridpoints’aresetup,onwhicheachelevationwillbepredictedusingthenewmethod,eachgridpointrepresentsthesquaregridareasurroundingitself.Secondlycontourlinesareusedtoconstructcontourtrees,whicharethenusedtogettheboundconstraintsforeachgridpoints.Finally,integratingtheHASMequations,anumericaloptimizationproblemisformed.BysolvingtheoptimizationproblemDEMcanbesecured,whichiscontinuousandofhighfidelitytooriginalcontours.Arealcontourlinesexampleisgiven,andresultsfromHASMOCiscomparedwiththatfromTIN(TriangulatedIrregularNetwork)method,theformerissuperiortothelatterinDEMconstructionfromrealcontourlines.Keywords:ContourTrees;HASMOC(OptimizationControl);TIN(TriangulatedIrregularNetwork);DerivedContours基金项目基金项目基金项目基金项目:1.引言引言引言引言尽管新一代地球空间信息技术如InSAR、LiDAR和数字摄影测量等技术可快速获取DEM数据，但是传统的由人工解译地形得到的等高线仍然是一种十分重要的用于建立DEM的数据源[1][1][1][1]。广泛应用于科研与人们日常生活中的中国1：25万、1：5万及1：1万DEM数据就是由等高线和离散点通过约束TIN(TriangulatedIrregularNetworks)方法构建得到[[[[2222----3333]]]]。世2界上某些地区还只有等高线数据，等高线数据从摄影测量立体相对模型中自动生成出来，等高线是人们对地形(Landforms)的一种抽象理解和概括而获得的一种数据，蕴含着大量的地形特征信息[[[[3333]]]]。等高线表示地形时有很多类似TIN的地方，在地形变化平缓的地方等高线稀疏，在地形变化急促的地方等高线密集。等高线蕴涵着大量地形特征的信息，所以在建立DEM时应针对等高线选择特定的方法，而不是选择普通的建立DEM的算法。由于等高线的复杂性，或者确切地说实际地形的复杂性，使得近20多年来，国内外对于等高线构建DEM方法的研究一直没间断过，由等高线建立DEM的方法主要有TIN方法[[[[4444----5555]]]]、薄板样条法(ThinPlateSpline,TPS)[[[[6666----7777]]]]、等高线膨胀法(ContourDilation)[[[[8888]...