利用CASS5．0软件绘制公路用地图

介绍了利用CASS5．0软件自动生成等高线三角网的特性，并运用EXCEL易于编辑、填充的功能可以快速绘制公路用地图。     

等高线的三维地形建模与实现

介绍由等高线地形图数据生成三维地形图的一种实现方法 ,采用Delaunay三角网进行三维建模 ,然后用OpenGL进行三维显示。文章结合开发实例分析每一个步骤及相应算法实现 ,并给出所生成的三维地形图实例     

基于离散点云数据的森林冠层高度模型插值方法

【目的】基于森林区域离散点云特点,利用不同插值方法构建冠层高度模型,并对不同插值方法进行比较、分析和评价,为森林冠层高度模型插值方法选择提供参考。【方法】以30 m×30 m样方离散点云数据为试验数据,采用开源软件SAGS-GIS利用B样条插值(B-Spline)、普通克里金插值法(OK)、线性插值三角网法(TLI)、反距离加权插值法(IDW)4种插值方法分别构建森林冠层高度模型,对森林冠层高度模型的平面视图、三维视图、剖面图及其像元统计量进行比较和分析;同时对反距离加权插值法的插值参数搜索半径进行讨论、比较和分析。【结果】对于森林区域空间分布均匀且存在高度突变的点云数据,B-Spline插值对空值区域都进行了填充,林冠空隙也被过分填充,且CHM像元最大值明显偏离原始插值数据;TLI插值的CHM显得比较破碎;OK插值法对影像过度平滑,生成的CHM影像模糊;而IDW插值法对冠层顶部进行了适当填充和平滑,但冠层边缘不被过度平滑,保留高度突变,同时林冠空隙仍然保留也不被过分填充。IDW插值应选择合适的搜索半径,搜索半径为原始点云间隔的1.5~2.5倍较为合适。【结论】IDW插值法优于B-Spline,OK,TLI插值法,生成的CHM能较准确反映森林冠层的真实自然形态,有利于森林参数的提取。     

基于Voronoi图和Delaunay三角网的林分空间结构量化分析

利用Voronoi图具有最近性、邻接性特点,以单株木视为平面点构建Voronoi图和Delaunay三角网,此结构具有以下特点:对象木的最近邻木株数与Voronoi图中相对应多边形边的数目相等;对象木与最近邻木的距离和Delaunay三角网的相对应边长相等;任意2个最近相邻木的夹角即为对应Delaunay三角网2条边的夹角.在广东湛江红树林国家自然保护区选择样地进行试验,把基于Voronoi图和Delaunay三角网计算林分空间结构指数的结果与最近邻木数取4的传统算法结果进行对比分析,结果表明:两者在计算混交度、大小比数时结果有较高的相关性和一致性,但两者在计算角尺度时结果差异较大,构建Voronoi图确定最近邻木时各个方向都有选取,角尺度的取值均小于传统计算方法,但是Delaunay三角网结构本身较好反映个体在水平地面的分布格局,且基于Voronoi图和Delaunay三角网林分空间结构研究不需要对象木与邻木距离量算和角度测量.     

基于3S的林场二类调查技术的探讨

讨论了国营林场森林资源二类调查的技术框架,应用3S技术对小(细)班区划调查和分层抽样的各技术环节进行了探讨与研究。在GIS中采用唯一值渲染、等级渲染的方法对树种、单位蓄积量等进行着色,并以此作为分层抽样点布设依据;运用RS结合林班、等高线、特征高程点等矢量数据进行小(细)班区划室内预判;应用GIS对RS数据、等高线、特征高程点、地名标注、系统样点、分层样点、小(细)班区划叠加出图;应用GPS结合罗盘仪引点,减少了野外调查工作量,提高了调查速度和精度。     

地理信息系统中不同空间插值方法的比较研究

对黑龙江省2010年32个气象站点的年降雨量数据分别利用距离倒数插值、样条插值和克里格插值等方法进行插值,得到不同方法下黑龙江省范围内的降雨量空间分布数据。对不同方法得到的插值结果进行对比分析,采用平均误差、平均绝对误差、平均相对误差、平均绝对相对误差、系统误差等指标进行优度检验,比较各个插值方法的优劣性。结果表明,样条插值所得到降雨量的最大值与最小值与原始降雨量数据最为接近,反距离插值所得到的降雨量的最大值与最小值与原始降雨量数据相差最大。各种插值结果没有显著的差异,样条插值相对于其他两种插值方法误差较小,并且简单易行。     

基于切平面投影的树干三维表面重建算法

【目的】将使用三维激光扫描仪获取的树木点云构建树木三维模型与提取树木参数相结合,构建适用于树干参数提取的树干三维表面模型。【方法】采用三维表面重建技术,根据树干点云特征改进基于切平面投影的表面重建算法,并将其应用于重建树干的不规则三角网表面模型中。改进内容如下:1)使用半径阈值作为邻域点的选取准则以减少点云分布散乱对邻域点集选择的影响;2)根据点之间距离越近、影响越大的思想,使用距离加权方式计算特定点处切平面的法向量,且当邻域点集投影至切平面上产生重复投影点时,删除距离较远的邻域点;3)根据点集在平行平面间投影的几何拓扑不变性简化投影切平面的构建;4)以点集旋转方式简化三维平面点集到二维平面点集的转换。本研究提出的改进算法将当前点及其邻域点集投影至切平面上得到一个平面点集,将平面点集上构建的Delaunay三角网的连接关系映射到树干点云中以构建当前点与其邻域点的三维表面模型,逐个对树干点云中的点投影重建以实现树干点云整体的三维表面重建。【结果】对杨树树干的重建试验表明,改进算法能更好地构建树干的表面模型;对粗糙程度不同的多个树种的试验表明,重建的树干表面能清晰地显示外业扫描时标注的色彩信息,局部的表面三角形面片能清晰地反映树干表面凸凹不平的特征及树干表面在三角面片处的朝向信息;从重建表面上提取直径的试验表明,与围尺实测直径相比,从重建表面上提取直径的RMSE为0.18 cm,验证了重建树干表面的精确性。【结论】本研究从参数提取角度,采用表面重建方法,改进了基于切平面投影重建算法以重建树干的三维不规则三角网表面,重建的树干表面具有较好的视觉效果,能真实反映树干表面的特征。本研究提出的改进算法适用于构建逼真的树干三维可视化表面模型,构建的精确树干表面模型可为后续的树干参数提取提供基础数据。     

森林资源二类空间数据数字化误差分析及校正

根据森林资源二类空间数据数字化的过程探讨其误差的来源,提出森林资源二类空间数据生产中质量控制和误差校正的方法.通过自动选取控制点和对控制点按图幅构造不规则三角网建立图面坐标与实际坐标的对应关系,对森林资源二类调查空间数据校正,提高森林资源二类调查空间数据的精度和校正效率.依据此方法对福建森林资源空间数据校正,消除了空间数据的整体误差.     

基于地统计学与GIS技术的森林土壤养分空间变异性研究

以云浮市云城区和云安区森林土壤为研究对象,应用传统统计学和地统计学方法结合 GIS 技术分析其土壤养分的空间变异性,预测土壤养分空间分布。地统计学主要从空间插值模型和人工神经网络模型的角度对土壤养分的空间变异性进行诠释,并利用平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)两个指标以及模型预测点与实测点间的相关系数作为判断模型好坏的标准。研究结果认为插值模型中泛克里格插值法在样点密度较小时显示出明显优势,而 BP-ANN 在模型的稳定性和推广性表现尤为突出,最后对泛克里格插值模型和 BP-ANN 下的有机碳、全氮、全磷、全钾4种养分空间预测分布特征进行描述。     

GPS卫星星历插值拟合方法研究

利用GPS进行定位,卫星星历的精度将直接影响到地面接收机的定位精度。对GPS卫星星历的Lagrange插值、Neville插值以及最小二乘法拟合方法进行比较分析,确定3种算法的卫星位置计算精度,探讨多项式阶数和时间间隔的合理选择等问题,为进一步研究卫星星历提供依据。