复杂曲面的特征提取与重构方法研究

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1、ｆ■Ｉ胃．戀＾硕ｉｔ学位论文ｍａｓｔｅｒＴＨ：ＥＳＩＳ．豁據（＇＞麵一；■／輔＇，＇’＂：＞柳。‘，。，，Ｗ、论文题目复杂化面的特征提取与重构方法研究—学科专业信盧呈邁僖王壁１，呈＾＾：学号巡ｍｉＭ■■■；作者姓名臺臺会：§〇；，．．指营教师姚兴苗ｇ畴対ｇ？；穀澡苗ｒ—：：？；，，叢＞ｉｉＭＭ独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加１＾标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包含其他人己

2、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年０月〇日反＞论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或扫描，可［＾采用影印等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签乂么

3、：名；命作者签名导师曰：月曰期年ｏ＞禾Ｐ分类号密级注1UDC学位论文复杂曲面的特征提取与重构方法研究（题名和副题名）聂离乡（作者姓名）指导教师姚兴苗副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业信息与通信工程提交论文日期2016-03-20论文答辩日期2016-05-23学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。FEATUREEXTRACTIONANDRECONSTRUCTIONMETHODSRESEARCHOFCOMPLEXSURFACEAMasterThesisSubmitt

4、edtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:InformationandCommunicationEngineeringAuthor:NieLixiangAdvisor:ProfessorYaoXingmiaoSchool:SchoolofCommunication&InformationEngineering摘要摘要曲面重构技术是数字地形分析的研究重点，目前已被广泛研究的曲面重构方法为插值重构和拟合重构，但二者均存在计算量大、地形骨架点无法确定会被保留、对地形噪声的控制不够理想等缺陷，特别是对本文研

5、究的复杂曲面的重构效果不够理想。本文采用基于山谷线与山脊线约束的四阶偏微分方程思想进行曲面重构，很好地解决了以上问题。作为曲面重构的特征约束，山谷线与山脊线的提取是本文研究的重点，但传统的流水模拟法提取山谷线与山脊线时存在算法复杂度大、耗时时间久等缺点，无法满足本文研究的大规模、无规律地形点的特征提取要求。为解决该问题，本文在传统流水模拟法的基础上设计了基于三角网数据的特征提取算法，算法通过对哈希思想的充分应用极大地提高了山谷线与山脊线的提取效率。本文的具体工作如下：1.对大规模、无规律分布的原始曲面输入点集如何进行三角化进行了研究，并在生成的符合DELAUNAY剖分准则的

6、三角网基础上，改进了传统的流水模拟法，设计了基于哈希思想的山谷线与山脊线提取算法，经实验验证，所设计的特征提取算法满足复杂度要求且耗时较少。2.对复杂曲面的重构方法进行了研究，设计了基于三角网数据的高斯滤波方法，经高斯滤波后的三角网较好地抑制了地形噪声的影响，此外，本文改进了已有的基于四阶偏微分方程的曲面重构算法，通过引入特征约束来保证在曲面平滑的过程中地形特征得以保留。3.实现了复杂曲面的特征提取与重构系统，系统中集成了原始曲面点数据的导入与显示、点数据的三角化与插值、曲面特征线与特征点的提取（主要为山谷线与山脊线）、基于三角网的曲面重构、曲面数据的格网化及四阶偏微分平滑

7、等本文提到的主要功能。通过与市场上主流的地形处理软件ArcGIS中对复杂曲面的特征提取和曲面重构效果的对比，证明了本文复杂曲面的特征提取与重构方法的可行性与高效性，为基于大规模、无规律的地形曲面点提取地形特征及曲面重构提供了新的思路。关键词：流水模拟法，哈希函数，特征提取，曲面重构IABSTRACTABSTRACTSurfacereconstructionplacedgreatemphasisondigitalterrainanalysis,fittingreconstructionandinterpolation