基于泰森多边形算法的冰川长度自动提取方法研究 ——以三江源区为例
发布时间：2021-11-21 11:29
冰川长度是表征冰川几何形状的重要指标之一,然而冰川编目数据集大多都缺失长度信息。传统的使用人工测量的方法获取冰川长度,费时费力。因此,迫切需要自动化的提取方法来计算冰川长度。近几年,国外一些学者提出了几种冰川长度自动提取方法。然而,国内尚无较成熟的自动提取冰川长度的方法。为此本文利用卫星资料提出了一种自动提取冰川中心线的方法,并与其他冰川中心线提取方法进行比较分析,同时将该方法应用于三江源地区冰川并对三江源地区冰川长度分布及变化特征进行分析。本文提出了一种基于泰森多边形理论的冰川中心线自动提取方法。该方法以冰川轮廓数据和数字高程模型（DEM）作为输入数据,主要分为三步,确定冰川的最低点和局部最高点、构建泰森多边形、路径的选择与平滑处理。将该方法应用于阿拉斯加南部的1125条冰川上,同现有研究中的两种冰川中心线自动提取方法进行了比较,对比分析了三种提取方法的平均长度和不同方法之间的长度比。并利用本文提出的冰川中心线自动提取方法对三江源地区2009年和2016年冰川长度信息进行提取,对三江源地区冰川长度分布及变化特征进行分析。得到主要结论有:（1）三种方法提取的阿拉斯加南部Stikine冰...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
西北大学硕士学位论文8图2.1研究区地理位置及冰川分布2.3研究区冰川分布三江源地区平均海拔3500~4800米，冰川雪山广泛分布，是中国冰川集中分布地之一[46]。区域内主要冰川有阿尼玛卿山、东昆仑、曲阿加吉玛、格拉丹东、冬克玛底、布喀达坂峰[47]。根据冰川编目数据对三江源区冰川的统计（表2.1），2016年共计发育冰川1571条，冰川面积约为2.36×103km2。对不同规模等级冰川进行统计，结果表明小冰川（面积小于1.0km2）的冰川条数占三江源地区冰川总数74.45%，其面积占冰川总面积的15.34%；大冰川（面积大于10km2）的冰川条数占冰川总数2.63%，其面积占冰川总面积的38.65%。随着全球气候变暖，三江源地区冰川消融加速。1970-2016年三江源区内冰川处
西北大学硕士学位论文16近点以及许多空间分析问题[78]。（1）泰森多边形定义给定区域内一组离散点(=1,2,3…)，n为离散点个数。用一组直线线段将相邻离散点垂直平分成n个相互邻接的多边形()，()称为的泰森多边形，也称为一阶泰森多边形[79]。其中每个多边形内有且仅有一个离散点。泰森多边形()的边，是两个点和连线的中垂线，泰森多边形边之间的交点称为泰森多边形的顶点。图4.1泰森多边形示意图如图4.1所示，有7个离散点(=1,2,3…7)，每个离散点对应一个泰森多边形区域()。()的边是由与之相邻的离散点的垂直平分线构成。（2）泰森多边形性质泰森多边形是由垂直平分线段构成的多边形。泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近，位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。泰森多边形的性质，使得其作为计算几何重要研究内容之一，并在不同的科学领域被发现和重视。在图像处理领域，泰森多边形的应用之一是生成形体的骨架[71,80,81]。许多研究采用基于几何的泰森多边形来生成形体骨架，从而把骨架作为形体的抽象表示（如图4.2）。这种方法利用了泰森多边形的性质，首先提取出形体的多边形边界，然后依据边界点构建泰森多边形，并对生成的泰森多边形进行裁剪只保留形体内部的Voronoi
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于漫水填充的图像骨架提取方法[J]. 蔡兴泉,杨哲,蔡润博,葛亚坤,杨波. 系统仿真学报. 2020(08)
[2]Glacier change in the Tanggula Mountains, Tibetan Plateau,in 1969-2015[J]. DUAN Hong-yu,YAO Xiao-jun,LIU Shi-yin,GAO Yong-peng,QI Miao-miao,LIU Juan,ZHANG Da-hong,LI Xiao-feng. Journal of Mountain Science. 2019(11)
[3]平面上可相交凸多边形的Voronoi图[J]. 卢嘉豪,熊鹏文,闵卫东,廖艳秋. 计算机辅助设计与图形学学报. 2019(09)
[4]基于第二次冰川编目数据的中国冰川高度结构特征分析[J]. 张鲜鹤,王欣,刘时银,郭万钦,魏俊锋. 地理学报. 2017(03)
[5]基于目标的三江源生态保护和建设一期工程生态成效评估及政策建议[J]. 邵全琴,樊江文,刘纪远,黄麟,曹巍,刘璐璐. 中国科学院院刊. 2017(01)
[6]基于高分卫星数据的冰川长度综合提取方法[J]. 杨佰义,张灵先,高杨,向洋,牟乃夏,索朗旦巴. 冰川冻土. 2016(06)
[7]基于图像处理的骨架提取算法的应用研究[J]. 刁智华,吴贝贝,毋媛媛,魏玉泉. 计算机科学. 2016(S1)
[8]基于GIS的冰川中流线自动提取方法设计与实现[J]. 姚晓军,刘时银,朱钰,宫鹏,安丽娜,李晓锋. 冰川冻土. 2015(06)
[9]基于GeoJSON的突发性大气污染模拟灾情移动可视化方法[J]. 邬群勇,唐曙光,黄君毅. 自然灾害学报. 2015(02)
[10]基于第二次冰川编目的中国冰川现状[J]. 刘时银,姚晓军,郭万钦,许君利,上官冬辉,魏俊锋,鲍伟佳,吴立宗. 地理学报. 2015(01)
博士论文
[1]基于层次贝叶斯网络算法的长江源区降水数据融合研究[D]. 徐宏亮.南京大学 2017
[2]冰川信息多源遥感提取及天山东段典型冰川变化监测研究[D]. 都伟冰.河南理工大学 2014
[3]祁连山东段冷龙岭现代冰川变化研究[D]. 曹泊.兰州大学 2013
[4]贡嘎山地区现代冰川变化研究[D]. 张国梁.兰州大学 2012
硕士论文
[1]山地冰川变化参数的多源遥感提取与分析研究[D]. 张鑫.中国矿业大学 2019
[2]基于CART决策树方法的各拉丹冬地区冰川变化研究[D]. 蒙张.武汉大学 2018
[3]基于Python科学计算包的金融应用实现[D]. 黎爽.江西财经大学 2017
[4]基于泰森多边形的无线光网络拓扑形成算法研究[D]. 常鑫宇.西安电子科技大学 2017
[5]利用ICESat和Cyosat-2数据监测三江源地区冰川高程变化[D]. 李程.兰州交通大学 2016
[6]西部生态脆弱区气候变化对社会经济系统的影响[D]. 韩赜.重庆交通大学 2016
[7]基于骨架化方法的手势识别若干问题研究[D]. 张星成.厦门大学 2014
[8]基于GDAL的NetCDF数据提取遥感影像数据信息的研究[D]. 樊军伟.东华理工大学 2013
[9]中国天山不同地区典型冰川末端变化特征及其空间差异研究[D]. 李珊珊.西北师范大学 2013
[10]基于Dijkstra距离的聚类算法研究及其在物流中的应用[D]. 刘国华.兰州大学 2011
本文编号：3509430
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
西北大学硕士学位论文8图2.1研究区地理位置及冰川分布2.3研究区冰川分布三江源地区平均海拔3500~4800米，冰川雪山广泛分布，是中国冰川集中分布地之一[46]。区域内主要冰川有阿尼玛卿山、东昆仑、曲阿加吉玛、格拉丹东、冬克玛底、布喀达坂峰[47]。根据冰川编目数据对三江源区冰川的统计（表2.1），2016年共计发育冰川1571条，冰川面积约为2.36×103km2。对不同规模等级冰川进行统计，结果表明小冰川（面积小于1.0km2）的冰川条数占三江源地区冰川总数74.45%，其面积占冰川总面积的15.34%；大冰川（面积大于10km2）的冰川条数占冰川总数2.63%，其面积占冰川总面积的38.65%。随着全球气候变暖，三江源地区冰川消融加速。1970-2016年三江源区内冰川处
西北大学硕士学位论文16近点以及许多空间分析问题[78]。（1）泰森多边形定义给定区域内一组离散点(=1,2,3…)，n为离散点个数。用一组直线线段将相邻离散点垂直平分成n个相互邻接的多边形()，()称为的泰森多边形，也称为一阶泰森多边形[79]。其中每个多边形内有且仅有一个离散点。泰森多边形()的边，是两个点和连线的中垂线，泰森多边形边之间的交点称为泰森多边形的顶点。图4.1泰森多边形示意图如图4.1所示，有7个离散点(=1,2,3…7)，每个离散点对应一个泰森多边形区域()。()的边是由与之相邻的离散点的垂直平分线构成。（2）泰森多边形性质泰森多边形是由垂直平分线段构成的多边形。泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近，位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。泰森多边形的性质，使得其作为计算几何重要研究内容之一，并在不同的科学领域被发现和重视。在图像处理领域，泰森多边形的应用之一是生成形体的骨架[71,80,81]。许多研究采用基于几何的泰森多边形来生成形体骨架，从而把骨架作为形体的抽象表示（如图4.2）。这种方法利用了泰森多边形的性质，首先提取出形体的多边形边界，然后依据边界点构建泰森多边形，并对生成的泰森多边形进行裁剪只保留形体内部的Voronoi
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于漫水填充的图像骨架提取方法[J]. 蔡兴泉,杨哲,蔡润博,葛亚坤,杨波. 系统仿真学报. 2020(08)
[2]Glacier change in the Tanggula Mountains, Tibetan Plateau,in 1969-2015[J]. DUAN Hong-yu,YAO Xiao-jun,LIU Shi-yin,GAO Yong-peng,QI Miao-miao,LIU Juan,ZHANG Da-hong,LI Xiao-feng. Journal of Mountain Science. 2019(11)
[3]平面上可相交凸多边形的Voronoi图[J]. 卢嘉豪,熊鹏文,闵卫东,廖艳秋. 计算机辅助设计与图形学学报. 2019(09)
[4]基于第二次冰川编目数据的中国冰川高度结构特征分析[J]. 张鲜鹤,王欣,刘时银,郭万钦,魏俊锋. 地理学报. 2017(03)
[5]基于目标的三江源生态保护和建设一期工程生态成效评估及政策建议[J]. 邵全琴,樊江文,刘纪远,黄麟,曹巍,刘璐璐. 中国科学院院刊. 2017(01)
[6]基于高分卫星数据的冰川长度综合提取方法[J]. 杨佰义,张灵先,高杨,向洋,牟乃夏,索朗旦巴. 冰川冻土. 2016(06)
[7]基于图像处理的骨架提取算法的应用研究[J]. 刁智华,吴贝贝,毋媛媛,魏玉泉. 计算机科学. 2016(S1)
[8]基于GIS的冰川中流线自动提取方法设计与实现[J]. 姚晓军,刘时银,朱钰,宫鹏,安丽娜,李晓锋. 冰川冻土. 2015(06)
[9]基于GeoJSON的突发性大气污染模拟灾情移动可视化方法[J]. 邬群勇,唐曙光,黄君毅. 自然灾害学报. 2015(02)
[10]基于第二次冰川编目的中国冰川现状[J]. 刘时银,姚晓军,郭万钦,许君利,上官冬辉,魏俊锋,鲍伟佳,吴立宗. 地理学报. 2015(01)
博士论文
[1]基于层次贝叶斯网络算法的长江源区降水数据融合研究[D]. 徐宏亮.南京大学 2017
[2]冰川信息多源遥感提取及天山东段典型冰川变化监测研究[D]. 都伟冰.河南理工大学 2014
[3]祁连山东段冷龙岭现代冰川变化研究[D]. 曹泊.兰州大学 2013
[4]贡嘎山地区现代冰川变化研究[D]. 张国梁.兰州大学 2012
硕士论文
[1]山地冰川变化参数的多源遥感提取与分析研究[D]. 张鑫.中国矿业大学 2019
[2]基于CART决策树方法的各拉丹冬地区冰川变化研究[D]. 蒙张.武汉大学 2018
[3]基于Python科学计算包的金融应用实现[D]. 黎爽.江西财经大学 2017
[4]基于泰森多边形的无线光网络拓扑形成算法研究[D]. 常鑫宇.西安电子科技大学 2017
[5]利用ICESat和Cyosat-2数据监测三江源地区冰川高程变化[D]. 李程.兰州交通大学 2016
[6]西部生态脆弱区气候变化对社会经济系统的影响[D]. 韩赜.重庆交通大学 2016
[7]基于骨架化方法的手势识别若干问题研究[D]. 张星成.厦门大学 2014
[8]基于GDAL的NetCDF数据提取遥感影像数据信息的研究[D]. 樊军伟.东华理工大学 2013
[9]中国天山不同地区典型冰川末端变化特征及其空间差异研究[D]. 李珊珊.西北师范大学 2013
[10]基于Dijkstra距离的聚类算法研究及其在物流中的应用[D]. 刘国华.兰州大学 2011
本文编号：3509430
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