城市精细数字高程模型构建关键技术研究

发布时间：2017-10-28 02:29

  本文关键词：城市精细数字高程模型构建关键技术研究

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【摘要】：城市地表是城市自然地表和人工改造地形实体的综合体。数字高程模型(Digital Elevation Model)是通过规则离散格网采样数据实现地面形态的数字化描述。城市精细数字高程模型(Urban Digital Elevation Model,简称U-DEM)描述的是精细尺度下城市地表特征(自然起伏地形、道路、建筑物基底、水域等)的空间起伏变化情况。城市精细数字高程模型是实现城市雨洪模拟、污染物追踪、日照分析、风场分析等应用的关键基础地理数据。传统的DEM模型构建技术难以实现对精细尺度下的城市数字地形的表达,这成为制约城市地表过程模拟分析的瓶颈。鉴于此,本文以地理学、测绘学及DEM数字地形分析为理论基础,研究构建城市精细数字高程模型的方法。在比较分析了现有GIS和DEM数据模型的构建方法基础之上,采用分区构建的思想去完成城市精细数字高程模型的构建,即以城市道路为区域划分界线,将城市整个区域分割成不同的小区域,针对不同的小区域选择合适的内插方法进行小区域模型的构建,最后将各个小区域的模型进行无缝融合。同时,以1:500地形图为本底数据,研究城市地面区域的分割方法,建立顾及城市自然地形、人工改造地形为一体特征的城市精细数字高程分区内插模型。通过上述研究,采用分区构建的U-DEM数据模型构建技术,实现1:500比例尺城市精细数字高程模型的构建,该研究理论与方法的突破,不仅可以实现城市地表的精细数字化模拟,同时也为广泛分布于地理空间的自然地形、人工改造地形为一体特征的对象建模提供可借鉴的理论与方法,具有重要意义。本文对城市精细数字高程模型的构建进行了具体的研究,主要的工作包括:(1)介绍了城市精细数字高程模型构建技术提出的背景、研究意义、研究现状、研究目标以及研究内容等。(2)阐述了城市精细数字高程模型构建时的研究基础,包括研究样区的选择原则、实验数据的简介、实验数据预处理工作以及论文的技术方法和路线。(3)提出了城市精细数字高程模型的概念,并重点针对模型的构建提出了具体详细的构建方法。(4)针对上述构建好的城市精细数字高程模型的结果进行质量评价。(5)介绍了原型系统的设计及功能实现,包括开发环境的要求、功能设计和界面的设计。(6)最后,针对论文的研究过程,对论文进行了研究总结和研究展望。
【关键词】：DEM U-DEM GIS 数据结构 形态保真度
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P208
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 选题背景及研究意义8-9
• 1.1.1 选题背景8-9
• 1.1.2 研究意义9
• 1.2 研究现状9-13
• 1.2.1 国内外研究现状9-12
• 1.2.2 讨论12-13
• 1.3 研究目标与研究内容13-15
• 1.3.1 研究目标13
• 1.3.2 研究内容13-15
• 1.4 论文组织15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 2 研究基础17-23
• 2.1 研究区域选择17
• 2.2 实验数据简介17-19
• 2.3 实验数据预处理19-20
• 2.4 技术方法和路线20-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 城市精细数字高程模型的构建23-47
• 3.1 城市精细数字高程模型概念23-24
• 3.2 区域分割24-26
• 3.3 U-DEM的模型构建26-46
• 3.3.1 道路区模型构建26-39
• 3.3.2 非道路区模型构建39-44
• 3.3.3 区域融合44-46
• 3.4 本章小结46-47
• 4 城市精细数字高程模型质量评价47-53
• 4.1 质量评价指标选取原则47
• 4.2 质量评价指标47-49
• 4.3 城市精细数字高程模型质量分析49-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 系统设计与功能实现53-60
• 5.1 开发环境53
• 5.1.1 硬件要求53
• 5.1.2 操作系统53
• 5.1.3 系统开发平台53
• 5.2 功能设计53-54
• 5.3 界面设计54-59
• 5.3.1 系统主界面54-55
• 5.3.2 功能模块详细设计55-59
• 5.4 本章小结59-60
• 6 总结与展望60-62
• 6.1 研究总结60
• 6.2 研究展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 攻读学位期间所发表的论文66

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本文编号：1106301