[發明專利]數字地圖中典型地形幾何參數獲取方法

有效

• 申請號: 201610853996.X
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN106649466B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 許社教;葉松濤;李楊;邱揚;田錦;杜美玲;趙澤;張建國
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06T7/13
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張恒陽

本發明涉及一種數字地圖中典型地形幾何參數獲取方法，包括地形分類及識別、地形簡化、地形幾何參數提取等過程。針對ASTER GDEM類型的GeoTIFF格式的數字地圖，借助ArcGIS工具，通過計算歸一化的高程、坡度、坡度變率、曲率、地形起伏度，然后以其為特性指標采用ISO(Iterative SelfOrganization)非監督聚類得到地形的初步分類，再按照各類地形平均起伏度的大小，將地形分為平原、丘陵、低山、中山、高山等幾種地形；最終得到這幾種典型地形的位置、底面及高度尺寸等幾何參數。本發明具有可行、實用的優點。

技術領域

本發明屬于地理信息系統(GIS)和計算機圖學領域，涉及地形的分類方法和地形參數提取及簡化模型的建立方法，具體地說就是數字地圖中典型地形幾何參數獲取方法，可用于野外大型地形場景的電波傳播近似計算和快速實時顯示。

背景技術

隨著近年來計算機、衛星遙感等科技的迅猛發展，數字化浪潮正在席卷全球。地球作為人類活動和生活的首要載體，人們在認識自然過程中以及對自然進行改造過程中，對周圍地形地貌的環境信息一直不斷試著利用不同的方法進行描述及表達。在眾多的方法中，數字地形圖這種表達方法能夠較好對地形表面形態狀況進行描述和表達。通過地理測繪等相關手段得到數字化坐標數據，地貌仿真后產生三維可視化效果，地形地貌結構可以很好被表達，這種方法在二十世紀以來應用較為廣泛。上個世紀四十年代計算機技術誕生及其不斷蓬勃發展，以及伴隨著計算機圖學(Computer Graphics)、現代數學理論、數據挖掘、模式識別等相關技術理論完善和應用，都極大地促進了數字地圖的發展及應用。除了在互聯網和手機等行業數字地圖有著廣泛的應用之外，數字地圖還有許多其他的重要應用前景，例如我們如果能把各種物體、個人、建筑、交通、景觀等動態的和靜態的數字信息和三維數字地圖有機結合成一個整體，就會形成一個數字化的城市應用服務場景，將對我們的生活產生無可比擬的便捷和享受。對于數字地圖，常常是通過讀取各種不同精度的高程原始坐標數據構成多邊形(常用三角形)面片，然后運用多邊形面片無限逼近真實地貌。數字高程是利用有序的數據陣列來存儲地面高程，其模型(DigitalElevation Model，簡稱DEM)是歸屬于數字地形模型(Digital TerrainModel，簡稱DTM)的一個分支。由于DEM數據是一個DTM分析研究所需的基本數據源，所以我們希望從中提取各種各樣有用的信息，可為國民經濟發展、生態農業、資源利用和作戰指揮等相關工作提供參考。DEM就是用數字建模的形式來表達現實地球表面環境的方法，自從二十世紀五十年代被采用，在各種應用領域得到了極為廣泛的應用。隨著計算機軟硬件水平以及計算機圖學等技術爆發式的發展，DEM從獲取方式、存儲結構以及處理速度等方面都獲得了質的飛躍。如今，伴隨大量可靠高精度DEM數據的產生，亟需根據各種現實需求場景開展DEM數據應用研究。

如今的數字地圖的發展促使我們通過各種途徑獲得越來越精確的大量地圖信息，伴隨著虛擬數字地球概念的提出，數字地圖的用途不斷從軍用逐漸延伸到民用，日常的生活場景更是逐漸離不開其相關的應用。三維地圖數據挖掘就是要以實際需求為出發點，從三維地圖數據中挖掘出可行的、規律的、有價值的信息，使之服務于實際研究和現實生產。三維地圖數據的挖掘可以通過采用諸多挖掘方法，例如通過統計、專家系統(經驗體系)、機器學習、歸納法和模式識別等。地形地貌分類的傳統獲取方式主要利用人工手段辨識地形信息，其工作量大、周期長、難以完成大范圍地形信息的快速低成本獲取，針對遙感地圖自動識別的問題，目前也尚無完全自動化的針對性的實用自動分類方法。現代社會生活中通信電子設備越來越多，不斷面臨著電子設備之間的耦合問題，也就是電磁干擾與兼容的問題。電磁兼容(ElectromagneticCompatibility，EMC)作為現代熱門的重要前言研究，主要包括了兩部分：EMI(電磁干擾)和EMS(電磁耐受性)。隨著研究不斷深入，各種電磁分析軟件不斷專業化、自動化，其中關于電波傳播計算的場景建模主要有兩種方式：一種是依靠人機交互的方式手工輸入復雜地形環境數據實現建模；另一種是基于數字地圖的自動建模，但其場景限于城市及其周圍范圍，場景中待計算的物及地形較為單一、尺寸不是很大。