本文關(guān)鍵詞：地形簡化中的不確定性及優(yōu)化模型的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：數(shù)字地形分析研究領(lǐng)域常利用特定的分析手段挖掘地形模型中隱藏的信息,這些信息包括：地形基本參數(shù)、地形水網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及地形對象要素等。地理空間數(shù)據(jù)中存在的尺度效應(yīng)導(dǎo)致了同一區(qū)域在不同尺度上具有不同的地形表達(dá),對應(yīng)的地形模型也隨之不同。研究區(qū)域通常僅具有單一或少量尺度下的地形模型,想要在更為豐富的尺度上進(jìn)行地形分析,必須為這些區(qū)域建立多尺度模型。地形簡化方法為這一建模過程提供了可行性方案。地形簡化存在不確定性。這一不確定性一方面來源于原始地形的高程誤差,一方面來源于簡化模型本身。為研究原始地形高程誤差造成的不確定性對地形簡化的影響,本文利用序貫高斯模擬方法為誤差場生成滿足空間自相關(guān)特性的序列誤差場實(shí)現(xiàn)。為研究簡化模型中的不確定性對地形簡化的影響,選用三種基于特征的地形簡化方法在不同簡化程度下實(shí)施地形簡化操作。雖然上述兩種不確定性的模擬方法不同,但對于簡化結(jié)果的分析手段相對一致。分析方法分為兩部分：定性分析與定量分析。定性分析部分主要是通過將簡化表面與原始地形的等高線與地形骨架進(jìn)行疊置,利用目視比對的方式分析不確定性；定量分析部分主要是通過計(jì)算簡化表面的高程精度與骨架保留度以分析不確定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,兩種類型的不確定性對地形簡化具有相似的作用規(guī)律：原始地形中的不確定性與簡化模型中的不確定性均會(huì)對地形簡化結(jié)果產(chǎn)生影響,但簡化模型顧及的原始地形特征越多,得到的目標(biāo)簡化尺度下的地形表達(dá)不確定性也將越小,換言之,簡化表面所表達(dá)的地形信息可信度也將越高。地形簡化中的不確定性導(dǎo)致了目標(biāo)尺度上的簡化表面真實(shí)值不得而知。傳統(tǒng)的簡化模型以一種確定式的過程進(jìn)行簡化操作,得到的目標(biāo)尺度上的簡化地形存在唯一性。這種以確定式的過程求解不確定式結(jié)果的方式在理論層面并不合理。更為嚴(yán)謹(jǐn)、合理的方式應(yīng)當(dāng)是：求解過程不直接給出簡化結(jié)果,而是以一種尋優(yōu)、向真值逼近的方式逐步獲取更優(yōu)解。顯然,現(xiàn)階段的簡化方法均無法滿足這一條件。為此,本文提出了一種基于退火模擬算法的地形簡化方法。該方法將地形特征點(diǎn)看作固體物質(zhì)內(nèi)部亂序運(yùn)動(dòng)的粒子,在溫度衰減過程中對特征點(diǎn)持續(xù)進(jìn)行隨機(jī)性擾動(dòng),以生成有限的狀態(tài)集,隨著溫度的降低,狀態(tài)集的前后差異逐漸縮小,最終產(chǎn)生特定溫度下的穩(wěn)態(tài)。空間退火模擬算法能夠運(yùn)用于地形簡化,主要源于三方面：1)該方法能夠作用于空間數(shù)據(jù)；2)該方法中的擾動(dòng)機(jī)制能夠?yàn)榈匦翁卣鹘⒂邢薜臓顟B(tài)集；3)穩(wěn)態(tài)的存在保證了最優(yōu)簡化表面的可達(dá)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,新方法在不同的初始特征點(diǎn)分布以及不同的地形復(fù)雜度下均能很好地完成特定目標(biāo)函數(shù)下簡化表面的優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：DEM簡化 不確定性 序貫高斯模擬 空間退火模擬
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P208
【目錄】：

• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.1.1 地形簡化的研究背景與意義11-12
• 1.1.2 不確定性的研究背景與意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 地形簡化的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 不確定性的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究內(nèi)容與論文組織14-15
• 1.3.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 論文組織15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第2章 確定式方法下的格網(wǎng)DEM簡化16-24
• 2.1 基于高頻信息平滑的地形簡化16-18
• 2.1.1 小波分析法16-17
• 2.1.2 滑動(dòng)濾波法17-18
• 2.2 基于特征的簡化方法18-22
• 2.2.1 簡化TIN的構(gòu)建18-20
• 2.2.2 TIN到目標(biāo)尺度格網(wǎng)DEM的轉(zhuǎn)換20-22
• 2.3 本章小結(jié)22-24
• 第3章 格網(wǎng)DEM簡化中的不確定性24-32
• 3.1 地形簡化中的不確定性24-25
• 3.1.1 高程誤差引起的不確定性24
• 3.1.2 簡化模型引起的不確定性24-25
• 3.2 不確定性模擬與分析25-30
• 3.2.1 原始地形不確定性模擬與分析25-28
• 3.2.2 簡化模型不確定性模擬與分析28-30
• 3.3 本章小結(jié)30-32
• 第4章 不確定式方法下的DEM簡化模型32-38
• 4.1 空間退火模擬方法簡述32-33
• 4.2 基于空間退火模擬的地形簡化33-37
• 4.2.1 方法可行性分析33
• 4.2.2 目標(biāo)函數(shù)的確定33-34
• 4.2.3 模型變量的確立34-36
• 4.2.4 基于空間退火模擬的地形簡化過程36-37
• 4.3 本章小結(jié)37-38
• 第5章 實(shí)驗(yàn)與分析38-53
• 5.1 地形簡化中的不確定性分析38-45
• 5.1.1 原始地形中的不確定性38-42
• 5.1.2 簡化模型中的不確定性42-45
• 5.2 空間退火模擬下的地形簡化實(shí)驗(yàn)分析45-52
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)樣區(qū)的選擇45
• 5.2.2 不確定式方法的簡化結(jié)果分析45-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 總結(jié)與展望53-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果60

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