城市地形圖快速制作方法及應(yīng)用研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文城市地形圖快速制作方法及應(yīng)用研究R e s e a r c h o nt h e M e t h o d a n d A p p l i c a t i o n o f R a p i dM a k i n g U r b a nT o p o g r a p h i c M a p作者姓名： 阮平平學(xué) 號(hào)： 2 1 0 0 6 0 4 1完成日期： 2 0 1 3 年4 月1 9 目大連理工大學(xué)D a l i a n U

2、n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘 要城市地形圖數(shù)據(jù)在有關(guān)城市的各種理論研宄和實(shí)際應(yīng)用中被廣泛需求。而如何快速、便捷地獲取地形圖則一直是用戶和研究者關(guān)注的重點(diǎn)。城市地形圖制作的關(guān)鍵在于其地形地物數(shù)據(jù)的獲取，傳統(tǒng)測(cè)量繪制地形圖或航空攝像獲取地物數(shù)據(jù)的方法成本較高且效率低，遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和深入，為地形地物信息的獲取提供了一種新的方式。遙感衛(wèi)星可以快速獲取

3、大范圍內(nèi)的高分辨率圖像數(shù)據(jù)，其中包含了大量的地形和地物信息。G o o g l eE a r t h 作為一款虛擬地球軟件整合了大量的遙感圖像以及地形高度數(shù)據(jù)，可供用戶免費(fèi)使用。本文首先基于V C 編寫(xiě)程序通過(guò)G o o g l eE a r t h A P I 調(diào)用G o o g ] eE a r t h 的內(nèi)部函數(shù)，獲取目標(biāo)區(qū)域的高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，即城市地形的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在A r c G I S 中利用獲取的高程點(diǎn)數(shù)據(jù)插值模擬地形并提取地形

4、上的等高線，根據(jù)經(jīng)度及基準(zhǔn)面選擇投影帶和相應(yīng)地理變換進(jìn)行等高線圖的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，并通過(guò)實(shí)例和精度分析證明了該方法獲取地形數(shù)據(jù)的可行性。再利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)從獲取的G o o g l e E a r t h 遙感圖像上提取所需要的地物信息，即城市的建筑物數(shù)據(jù)。鑒于大面積建筑物的提取難度較大，因此先根據(jù)植被和陰影等地物的光譜特征進(jìn)行提取并去除，再對(duì)去除上述地物的圖像采用多尺度分割提取建筑物。具體思路為：依據(jù)植被光譜特征和植被指數(shù)計(jì)算原理

5、，提出基于像素的多波段比值法，利用該法提取遙感圖像上的植被并用掩膜去除；再使用閾值分割法提取陰影及建筑物向陽(yáng)面并使用掩膜去除；開(kāi)發(fā)基于光譜和形狀異質(zhì)性的多尺度分割程序，對(duì)去除干擾地物的圖像設(shè)置分割尺度與合并權(quán)重進(jìn)行分割，通過(guò)程序的分類(lèi)提取功能對(duì)分割后的建筑物對(duì)象進(jìn)行屬性閾值設(shè)置，預(yù)覽分類(lèi)結(jié)果并提取建筑物輪廓。最后將建筑物的輪廓與等高線疊加形成城市地形圖。本文提供的城市地形圖獲取方法，不僅可以快速獲取研究區(qū)域的等高線圖，還可以獲取建筑物、