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多源地学信息综合处理及三维立体化方法研究

作　者: 王建强
导　师: 郑国璋
学　校: 山西师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 多源地学信息三维立体化数据融合遥感影像空间信息
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

通过对地学的研究探索来促使人地关系和谐发展并寻找一种在合理保护地球资源的前提下对其进行开发利用的途径，从而提高人类社会的生产力。而地学研究的很多成果又是通过地学图件的形式来展示出来，如遥感影像图、地质图、地形地貌图、交通行政区划图等。遥感技术在国土调查、地质灾害调查监测、灾害的应急调查、环境、找矿、基础地质研究等方面的应用具有宏观概括、动态、快速等特点，通过对多时空、跨范围地表的观察来补充传统获取地学资料的弊端如高投入低产出。传统的地学研究成果主要是以二维图件形式来表达地形、水系、交通、地质、资源和环境等空间地理信息和地球科学研究内容，但由于这些信息均标绘在同一平面上，以二维形式来表达，地形地貌等三维信息只能存储在等高线等属性中，要求读图者具备一定的专业知识才能间接识别出所读地学信息的空间属性，无形中缩小了受众范围。由于传统的地学图件专业性较强，而且涉及等高线等涉密信息，通过GIS技术把传统的二维地学图件和遥感影像图与DEM叠置形成具有视觉立体效果的立体图，把三者所含各类信息以三维的形式直观的表达出来，既有利于专业的地学成果体现专业内容，也能通过其简单易懂、形象逼真的特点来拓展地学信息的服务行业，最主要的是它具有为国民经济建设、社会民生服务、政府监管规划等众多非地学领域的管理决策提供服务的功能。本文拟在不改变地球投影方式和图示内容的情况下利用传统的二维地学数据通过数字高程模型DEM生成具有正立体视觉效果的图件，再与正立体纠正过的遥感影像图进行数据融合处理，使二维地学图具有显著的正立体视觉效果，不仅地形起伏变化直观，景观感受立体感较强，而且地表信息丰富，信息的空间特征清晰易读，与传统的二维地学图件一样可以在图上进行各类研究作业。基于论文所研究技术，对TM、ETM、DEM、SPOT等多源数据，通过GIS技术进行复合叠置实验分析，总结出地学领域中不同比例尺下的地学信息的三维立体显示的技术方法，通过该方法把传统二维平面地学图中的地形起伏度等地理空间特征形象具体的反映出来，从而使得读图者能一目了然的识别其需要的地学信息。当然，地学制图的最终目的是为了帮助人们有效地利用地球自然资源，解决资源环境问题，为人类社会的可持续发展服务。地学图件的三维立体化显示研究无疑是各行各业的非专业人员对地学信息深度发掘并进一步加工分析利用的有效手段，如正在试点并于十二五期间即将展开的三维立体填图、自然灾害范围圈定等都离不开三维立体化显示，此外在开展地质灾害危险性评价、监测土地利用、植被覆盖情况等领域也有很大需求。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
1.绪论  10-18
  1.1 研究背景  10
  1.2 选题目的与意义  10-11
  1.3 国内外研究及应用综述  11-14
    1.3.1 多源地学信息综合处理的进展  11-12
    1.3.2 地学信息的三维立体化研究现状  12-14
  1.4 研究方法内容与技术路线  14-16
    1.4.1 主要研究内容与方法  14-16
    1.4.2 研究技术路线  16
  1.5 创新点  16-18
2. 多源地学信息研究理论与方法  18-22
  2.1 多源地学信息综合处理的理论和方法  18-20
  2.2 三维立体化显示的理论和方法  20-22
3. 多源地学信息的特征  22-32
  3.1 DEM 和 SRTM 特征  22-27
    3.1.1 DEM 的概念及表示方法  22-23
    3.1.2 DEM 的模型和分辨率  23-27
    3.1.3 SRTM 简介  27
  3.2 遥感影像特征  27-30
    3.2.1 遥感影像概念及获取途径  27-28
    3.2.2 遥感影像的分辨率  28-29
    3.2.3 遥感资料的基本特征及其在地学领域的应用  29-30
  3.3 地学数据的表达模型与特征比较  30-32
    3.3.1 地学数据的特征及来源  30
    3.3.2 栅格数据模型和矢量数据模型比较  30-32
4. 多源地学信息综合处理  32-40
  4.1 多源地学信息的空间配准  32-36
    4.1.1 空间参照系和地图投影  32-33
    4.1.2 图形图像的几何校正  33-34
    4.1.3 遥感影像的镶嵌配准  34-36
  4.2 多源地学信息数据综合处理  36-40
    4.2.1 遥感影像的融合  36-38
    4.2.2 多源地学数据综合处理  38-40
5. 三维立体化显示方法研究  40-46
  5.1 软硬件环境及数据准备  40-42
    5.1.1 软硬件环境  40
    5.1.2 数据准备  40-42
  5.2 多源地学信息数据空间信息恢复  42-43
  5.3 三维立体化显示处理方法  43-44
  5.4 三维立体化的优点  44-46
6. 多源地学信息三维立体化显示实例研究  46-54
  6.1 基于 SRTM 的山西省地质图立体化显示  46-49
    6.1.1 山西省自然地理特征及数据预处理  46-47
    6.1.2 山西省地质图立体化显示  47-49
  6.2 巴里坤湖地区多源地学信息综合处理和立体化显示  49-51
    6.2.1 巴里坤湖地区概况及数据分析  49
    6.2.2 多源地学信息综合处理及立体化显示  49-51
  6.3 鄂尔多斯地区地形地貌交通图立体化显示  51-54
    6.3.1 鄂尔多斯地区特征  51
    6.3.2 鄂尔多斯地区地形地貌交通图立体化显示  51-54
7. 结论与展望  54-56
  7.1 结论  54
  7.2 展望  54-56
致谢  56-58
参考文献  58-62
附录  62

多源地学信息综合处理及三维立体化方法研究

内容摘要

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