利用DEM数据绘制等高线的自适应算法

数字高程模型(DEM)近年来发展迅速,地形数据越来越多地采用这种模型存储.利用DEM数据绘制地形等高线,是实现地形可视化的重要方法.文中提出了一种利用DEM海量数据自适应地绘制地形等高线的算法.该算法执行效率较高,对计算机硬件配置要求较低.     

基于数据库的大地形可视化关键技术研究

地形可视化在GIS、虚拟现实等方面有着广泛应用。论文基于Oracle数据库技术,将DEM数据分块、与视点相关的LOD等技术相结合,采用四叉树遍历高程数据,并给出一种误差控制方法,在PC上实现了对海量地形数据的实时漫游。     

利用DEM数据绘制等高线的自适应算法

数字高程模型(DEM)近年来发展迅速，地形数据越来越多地采用这种模型存储。利用DEM数据绘制地形等高线，是实现地形可视化的重要方法。文中提出了一种利用DEM海量数据自适应地绘制地形等高线的算法。该算法执行效率较高，对计算机硬件配置要求较低。     

用于TF/TA的机载数字地形数据压缩算法研究

针对海量地形数据在低空突防飞机上的存储问题,提出了一种适用于TF/TA的机载数字地形高程数据压缩的算法;该算法首先对地形高程数据进行简单曲面拟合,对拟合前后的地形高程数据进行对比,计算残差,判定残差范围是否在飞机飞行的安全范围,对必须保留的残差数据进行基于DCT变换的JPEG有损压缩;最后,针对平坦与复杂地形数据提出了不同的压缩算法,验证了曲面拟合和JPEG有损压缩两种算法结合的可行性,并给出了实验评价,试验结果得到了比单纯JPEG压缩更好的压缩比。     

基于OSGEarth的大型三维空战场景的搭建

本文介绍了OSGEarth开源项目,并探讨海量地形数据的调度渲染算法,然后研究了三维空战场景搭建所需要的卫星影像数据、高程数据和地理矢量数据的获取及处理方法还有飞机的姿态展示方式及自动巡航算法,最后实现了基于OSGEarth的大型三维空战场景的搭建,取得了良好的效果。     

大规模多分辨率地形实时绘制算法研究

为解决海量地形数据无法实现直接、连续地实时绘制的问题,根据小波分析的特点,提出了基于小波分析的多分辨率地形模型生成算法.该算法利用小波分析对数字高程模型(DEM,digital elevation model)数据进行简化压缩,采用四叉树结构来表示地形,构建视点相关多分辨率地形模型.实验结果表明,该算法使需要的地形数据量大为减少,能高效地生成地形的多分辨率模型,并且地形的逼真程度高.因此,该算法结构简单、便于实现大规模地形实时绘制.     

基于OpenGL的地形仿真方法研究

地形高程数据一般用二维深度图(range image)表示,如果直接显示为灰度图形式不直观,可视性差。本文针对OpenGL三维图形库提出了一种二维数字地形图转换为三维地形数据并建立相应数字高程模型的算法,实现了基于OpenGL的地形高程数据三维显示,并对晴雾天候下的地形视觉模型进行了仿真。     

海量地形数据实时可视化算法

针对海量地形数据实时可视化问题,提出了一种瓦片金字塔模型和线性四叉树索引相结合的地形数据管理模式．利用视景体裁剪和基于分辨率测试的目标瓦片快速搜索算法实现了地形数据的实时装载,采用基于动态二叉树构网的方法实现了地形数据的实时绘制．实验表明,文中方法能够实现基于当前PC机的真实感海量地形数据实时显示与交互操作．     

基于MapReduce模型的侵蚀地形因子计算方法研究

针对传统侵蚀地形因子提取方法在处理海量数据时出现的瓶颈,提出一种基于MapReduce模型的侵蚀地形因子计算方法。该方法将并行计算模型MapReduce与改进的通用土壤流失方程（revised universal soil loss equation,RUSLE）相结合。利用最大坡降原理和B+树建立流向关系查找树来表现地形数据的相关性;利用MapReduce模型进行流路查找与栅格汇聚来替代传统正反向遍历算法,解决侵蚀地形因子计算过程中汇水和累计坡长的计算效率问题。实验结果表明,对于基于海量数字高程模型数据的地形因子提取,该方法能够在计算精度允许的范围内有效提高效率。     

以特征线和高程范围为约束的DEM-cGAN框架

目前大规模地形生成方法依赖传统数学方法,缺乏用户控制,实现难度较大.尽管深度学习技术已介入地形生成工作中,但缺少相关的训练数据集,且未对经典生成网络的固有缺陷作出改进.为了获得真实感更强的地形数据,构建了一个由地形特征草图、地形灰度图像、高程分割图像和高程模型组成的数据集,并提出以特征线和高程范围为约束的DEM-cGA...     

TRMM卫星3B43降水数据在黄河流域的精度分析

利用黄河流域90个气象站点实测降水数据，分别从流域和格网两个空间尺度，运用相关分析、相对误差等统计分析方法对TRMM卫星3B43 v7降水数据在黄河流域的精度进行了评估，在此基础上分析了精度评价指标的空间分布特征，讨论高程、降水强度等因素对精度的影响。结果表明：①在流域尺度上，TRMM月降水数据与站点实测月降水数据呈高度线性相关，TRMM降水数据比站点实测降水数据略微偏高。②在格网尺度上，大部分格网的TRMM月降水数据与站点实测月降水数据的相关系数较高，偏差较小。③TRMM降水精度与降水强度、高程相关，TRMM降水量与实测降水量的平均绝对误差呈自东南向西北递减规律，与黄河流域降水分布规律相一致；相对误差、平均误差和平均绝对误差等指标随着高程的增加呈现逐渐减小的趋势。整体上，对于黄河流域，随着降水量的增多，TRMM数据倾向于低估降水量；高海拔区域，TRMM低估降水量，低海拔区域，TRMM高估降水量。通过评估TRMM卫星降水产品在黄河流域的精度，为本地区地面降水产品提供有效补充。     

TRMM卫星3B43降水数据在黄河流域的精度分析

利用黄河流域90个气象站点实测降水数据,分别从流域和格网两个空间尺度,运用相关分析、相对误差等统计分析方法对TRMM卫星3B43 v7降水数据在黄河流域的精度进行了评估,在此基础上分析了精度评价指标的空间分布特征,讨论高程、降水强度等因素对精度的影响。结果表明：①在流域尺度上,TRMM月降水数据与站点实测月降水数据呈高度线性相关,TRMM降水数据比站点实测降水数据略微偏高。②在格网尺度上,大部分格网的TRMM月降水数据与站点实测月降水数据的相关系数较高,偏差较小。③TRMM降水精度与降水强度、高程相关,TRMM降水量与实测降水量的平均绝对误差呈自东南向西北递减规律,与黄河流域降水分布规律相一致;相对误差、平均误差和平均绝对误差等指标随着高程的增加呈现逐渐减小的趋势。整体上,对于黄河流域,随着降水量的增多,TRMM数据倾向于低估降水量;高海拔区域,TRMM低估降水量,低海拔区域,TRMM高估降水量。通过评估TRMM卫星降水产品在黄河流域的精度,为本地区地面降水产品提供有效补充。     

Cross-validation as a means of investigating DEM interpolation error

Studies of the detailed characteristics of DEM error have been hampered by the difficulty in obtaining a large sample of error values for a DEM. The approach proposed in this paper is to resample a DEM to a lower resolution and then reinterpolate back to the original resolution which produces a large sample of error values well distributed across the DEM. This method is applied to a sample area from Scotland, which contains a variety of terrain types. The results show that the standard measure of error, the root mean square error (RMSE) of elevation, shows only moderate correlation with a visual assessment of the quality of DEMs produced by a range of interpolation methods. The frequency distribution and strength of spatial autocorrelation are shown to vary with the initial data density and interpolation method. When the source data density is low, the error has strong spatial autocorrelation and a distribution that is close to being Gaussian. However, as the data density increases, levels of spatial autocorrelation drop and the distribution becomes leptokurtic with values very strongly clustered around zero. At the level of the individual DEM point, elevation error is shown to be a poor predictor of error in slope derivatives which depend on the spatial pattern of elevation errors around the point and are also sensitive to differences in terrain. At the level of a whole DEM, however, RMSE of elevation is a good predictor of RMSE in gradient and aspect but not of curvature.     

低空突防用数字地形数据压缩研究

地形数据是低空突防系统最主要的信息来源之一,由于机载条件对电子设备的重量和体积有很大的限制,因此地形数据必须按低空防的要求进行压缩以减小其存储空间,本文探讨并比较了采用。ＬＰＣ,ＤＣＴ和ＢＴＣ三种压缩算法运行低空防用地形数据压缩的特点,文中首先设计了一个三阶预测器对地形数据进行ＬＰＣ压缩,其次给出了ＤＣＴ编码的恢复误差的估计式,并根据该估计式按低空防要求选取量化矩阵以压缩地形数据,最后提出了一种块间自适应的ＢＴＣ算法,仿真结果表明,块间自适应ＢＴＣ算法的综合压缩的性能较合乎低空突防的要求。     

Estimating surface solar radiation over complex terrain using moderate‐resolution satellite sensor data

It is well known that taking into account the influence of complex terrain is essential when using high‐resolution satellite remotely sensed data to estimate surface net solar radiation. This paper investigates whether this is also the case when using moderate‐resolution satellite remotely sensed data, such as Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) and Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). Firstly, topographic data from a gridded digital elevation model, field measurements from the Tibetan Plateau, and results from the atmospheric 6S model are used to estimate surface incoming solar radiation over complex terrain. The associated error caused by not taking into account terrain complexity is then calculated, and the relative radiation error is estimated by standardizing the error. The results show that the standard deviation of the relative radiation error depends on the solar zenith angle, standard deviation of the height, and resolution of the digital elevation model (or resolution of the satellite sensor data). A single regression equation describes the change in the standard deviation of the relative radiation error with solar zenith angle, standard deviation of height, and resolution of the digital elevation model. This demonstrates that it is necessary to consider terrain complexity when using moderate‐resolution remotely sensed data.     

GEDI地面高程和森林冠层高度的精度评价与影响分析

精确地提取地面高程和植被冠层高度,对于地形地貌、生态学等方面的研究具有重要意义。2018年12月发射的新一代全球生态系统动力学调查雷达（GEDI）为地面高程和植被冠层高度大范围精确提取提供了前所未有的机会。研究旨在利用机载激光雷达数据验证GEDI提取的地面高程和冠层高度精度,并探讨地理定位误差、地形坡度、坡向、植被覆盖度、方位角、采集时间、光束类型和不同森林类型因素对其精度的影响。结果表明：通过校正GEDI数据地理定位误差,可以明显提高其提取的地面高程和冠层高度精度;影响冠层高度提取精度最主要的因素是植被覆盖度,其次是坡度;影响地面高程提取精度的主要因素为坡向、坡度。植被覆盖度大于25%时,数据精度更高;坡度为0°—5°的缓坡地区地面高程和冠层高度精度最高。该研究结果将为GEDI数据筛选与应用提供依据。     

Validation of tri-axial accelerometer for the calculation of elevation angles

One of the main issues in occupational studies focusing on musculoskeletal disorders of the upper extremity is how to best quantify workers' exposures to risk factors during a workday. Direct measurement is preferred because it is objective and provides precise measurements. To measure elevation angle exposure of the upper extremity, accelerometers are commonly used. The main problem with the use of accelerometers is the fact that they are sensitive to linear acceleration and can only assess two axes of rotation. In the present study the Virtual Corset, a pager-sized, battery powered, tri-axial linear accelerometer with an integrated data logger, was validated in vitro for the reconstruction of elevation angles under static conditions and angle error prediction under dynamic conditions. For static conditions, the RMS angle error was less than 1°. Under dynamic conditions the elevation angle error was influenced by the radius and angular acceleration. However, the angle error was predicted well with an RMS difference of 3°. It was concluded that the Virtual Corset can be used to accurately predict arm elevation angles under static conditions. Under dynamic conditions, an understanding of the motion being studied and the placement of the Virtual Corset relative to the joint are necessary.

Relevance to industry

A device is tested that could capture posture exposure of the shoulder at the workplace during a workday. Such exposure measurement can be used to test interventions and to develop preventive guidelines to reduce risk factors associated with musculoskeletal injuries of the upper extremity.     

面向遥感叶面积指数产品的地形校正研究

地形校正是提高复杂地形区地表参数遥感定量化反演精度的重要手段。当前广泛应用的遥感叶面积指数产品（Leaf Area Index, LAI）多具有一定的地形误差,减少地形影响、提升其产品精度有着非常重要的意义。以我国江西省千烟洲地区为研究区域,利用地面实测LAI数据、LandsatTM数据和高程数据等,基于高程标准差和GLOBMAP LAI产品值的关系,建立面向叶面积指数产品的地形校正模型,利用这一模型对GLOBMAP LAI产品进行地形校正。结果表明：校正后的LAI与地面实测数据更为接近,LAI产品与地面测量值的RMSE由2.11下降到2.04;校正后LAI产品的标准差由2.08下降至1.69,LAI产品的地形误差得到了较好的改正。该方法较好地完成了LAI产品的地形校正,进一步提高了产品精度,具有一定的实用价值。     

基于区域网平差的干涉合成孔径雷达数字高程模型校正

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是获取数字高程模型(DEM)的常规手段,而通过干涉技术获得DEM后,其精度会受到轨道定位、影像的配准、干涉图获取、相位解缠等精度的影响。已有的利用区域网平差提升DEM精度的研究忽略了DEM的初始平面定位误差的影响。引入DEM的平面高程一体化区域网平差,将区域网平差分解为平面定位六参数的优化和高程误差模型的平差求解两个独立的平差过程,同时利用激光测高数据作为高程控制。从哨兵干涉生成的20 m分辨率DEM实验结果看,平差后DEM的高程均方根误差(RMSE)从平差前的19.372 m提升到了3.459 m。DEM对应连接点的平面内符合精度RMSE从初始182.462 m提升至14.887 m。而传统的不考虑平面误差的DEM优化方法在平差后高程精度提升至7.865 m,远低于所提出的方法,验证了提出的考虑平面误差的区域网平差方法的有效性。     

Effects of hearing protectors on auditory localization in azimuth and elevation

An experiment was conducted to determine the effects of two types of hearing protectors on auditory localization performance. Six listeners localized a 750-ms broadband noise from loudspeakers ranging in azimuth from -180 degrees to +180 degrees and in elevation from -75 degrees to +90 degrees. Independent variables included the type of hearing protector and the elevation of the source. Dependent measures included azimuth error, elevation error, and the percentage of trials resulting in a front-back confusion. Performance on each of the dependent measures was found to be mediated by one or more of the independent variables. Actual or potential applications include the generation of improved design guidelines for hearing protectors and workplace alarms.