基于小波分析的DEM多尺度表达及地形特征线提取研究
  • 【摘要】

    随着GIS技术及其应用的不断发展,必须对海量的空间数据进行抽象、存储、分析和可视化等方面的处理.在GIS中,空间数据的多尺度处理与表达,已成为建立多尺度空间数据库,实现多尺度GIS或无级比例尺GIS的核心内容.建立不同尺度的空间数据之间的逻辑关系以及如何将这些不同尺度的数据进行相互转换是GIS中亟待解决的问题之一,也是应用GIS要解决的问题之一. 小波理论的多分辨率思想与空间数据的多尺度表达有着惊... 展开>>随着GIS技术及其应用的不断发展,必须对海量的空间数据进行抽象、存储、分析和可视化等方面的处理.在GIS中,空间数据的多尺度处理与表达,已成为建立多尺度空间数据库,实现多尺度GIS或无级比例尺GIS的核心内容.建立不同尺度的空间数据之间的逻辑关系以及如何将这些不同尺度的数据进行相互转换是GIS中亟待解决的问题之一,也是应用GIS要解决的问题之一. 小波理论的多分辨率思想与空间数据的多尺度表达有着惊人的相似性.本文在深入理解空间数据多尺度表达内涵的基础上,采用小波多分辨率分析理论对地理空间进行多尺度剖分.通过建立一个尺度嵌套的空间数据表达模型,实现DEM数据的多尺度表达与分析.为此,本文首先对小波变换理论及其多分辨率分析思想进行了比较详细的阐述,根据多尺度空间数据表达模型分别描述了运用第一代小波变换(Mallat快速算法)和基于提升格式的第二代小波变换对DEM进行多尺度表达的实施方法.随后对DEM多尺度表达的小波适宜性、DEM边界处理方式进行了研究,通过利用二进制小波变换和提升小波变换分别对三峡地区和西北地区高山地形的DEM数据进行多尺度处理的实验,研究小波变换对DEM的综合程度以及高程精度的影响.实验表明,采用小波变换理论能方便地实现DEM多尺度数据的派生和连续表达;变换过程对高程精度的影响可完全控制在相应尺度DEM的误差限差之内;派生的多尺度DEM地形具有明显的规律性. 小波变换处理后的DEM,其局部地形结构可能会发生某种程度的变化.为了评价这种变化给地形整体表达带来的影响,本文利用多尺度DEM的地形特征线来进行分析.首先,研究提取DEM地形特征线的结构算法,并利用其改进的结构提取算法和地表水流模拟的方法提取DEM的地形特征线.通过提取实验,分析各尺度DEM和原始DEM的特征线的重合率.实验结果表明,对地形结构最敏感的特征线没有发生明显偏移,因此从地形的整体结构上证明了小波变换对DEM多尺度表达的合理性. 收起<<

  • 【作者】

    何星 

  • 【学科专业】

    地图学与地理信息系统

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    武汉大学

  • 【导师姓名】

    杨杰

  • 【学位年度】

    2009

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    小波变换%DEM%多尺度表达%多分辨率分析%地形特征线提取