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基于ArcGISEngine的多幅数字地形图接边算法研究
摘要
数字地形图是地理信息系统中的重要数据之一，其准确性对于地理空间分析和决策支持至关重要。数字地形图的接边是数字地形图制图中的重要步骤，其主要目的是将多幅数字地形图边缘进行精确匹配，形成完整统一的地形图形成拼图。本文基于ArcGISEngine平台，研究了数字地形图的接边算法，主要探讨了数字地形图的过滤、拟合、匹配等关键技术，旨在为数字地形图接边提供技术支持和参考。
关键词：数字地形图；接边算法；ArcGISEngine
Abstract
Digitalelevationmodel(DEM)isoneoftheimportantdataingeographicalinformationsystem.Itsaccuracyiscrucialforgeographicalanalysisanddecisionmaking.TheedgematchingofdigitalelevationmodelisanimportantstepinDEMmapping,whosemainpurposeistomatchtheedgeofmultipledigitalelevationmodelsaccurately,formingacompleteandunifiedmap.BasedontheArcGISEngineplatform,thispaperstudiestheedgematchingalgorithmofdigitalelevationmodel,mainlyexploringkeytechnologiessuchasfiltering,fittingandmatchingofdigitalelevationmodel,aimingtoprovidetechnicalsupportandreferencefortheedgematchingofdigitalelevationmodel.
Keywords:digitalelevationmodel;edgematchingalgorithm;ArcGISEngine
1.引言
数字地形图是地理信息系统中的重要数据之一，它通过数学方法将地球表面的地形信息以图像的方式描述出来，在地理空间分析和决策支持中起到了至关重要的作用。随着数字地形图获取技术的不断提高，数字地形图的制图也变得越来越便捷和精确。然而，数字地形图通常由多个单元拼接而成，其接边问题一直是数字地形图制图过程中的瓶颈问题之一。本文基于ArcGISEngine平台，主要研究数字地形图的接边算法，探讨数字地形图的过滤、拟合、匹配等关键技术，为数字地形图接边提供技术支持和参考。
2.数字地形图的接边算法
数字地形图的接边算法主要包括三个步骤：过滤、拟合、匹配。其中，过滤是指通过合适的手段去掉数字地形图中的噪点和错误数据；拟合是指对数字地形图边沿进行拟合，得到数学模型；匹配是指比较两幅数字地形图边沿的相似度，将其进行精确匹配。
2.1过滤
数字地形图中可能存在各种各样的噪点和错误数据，这些数据会严重干扰数字地形图的接边过程，因此需要通过过滤技术去掉这些噪点和错误数据。
过滤技术主要包括均值滤波、中值滤波、高斯滤波等。均值滤波是将3X3或5X5等大小的滤波器沿着数字地形图的边缘运行。以像素为中心的值替代其周围的值，从而实现数据的平滑处理。中值滤波是在像素的范围内取中间值来替代像素的值，使得数据能够更加平滑、准确。高斯滤波是一种线性平滑滤波，它可以通过卷积操作对数字地形图进行平滑处理，从而消除数字地形图上的噪点和边缘毛刺。
2.2拟合
拟合是数字地形图接边过程中最关键的步骤之一。其主要目的是通过数学模型对数字地形图边缘进行拟合，得到较为准确的数学模型，为后续的匹配过程提供技术支持。
拟合技术主要包括最小二乘法、最小二乘多项式拟合法、贝塞尔曲线拟合法等。最小二乘法是指通过最小二乘法原理求取拟合误差的平方和最小的直线或曲线来拟合数字地形图的边缘。而最小二乘多项式拟合法则是基于最小二乘法原理之上，采用多项式函数进行数字地形图边缘拟合，得到具有更高拟合精度的数学模型。贝塞尔曲线拟合法则采用贝塞尔曲线对数字地形图的边缘进行拟合，得到更平滑和具有曲面特征的数学模型。针对不同类型的数字地形图，可以选择不同的拟合技术来进行数字地形图的拟合处理。
2.3匹配
数字地形图的匹配是将多幅数字地形图边沿进行精确匹配的过程。其主要目的是实现多幅数字地形图的边缘无缝拼接，形成完整统一的数字地形图。
匹配技术主要包括特征匹配、直线匹配、曲线匹配等。特征匹配是指采用特征提取和匹配算法对数字地形图的边沿进行特征提取和匹配，从而实现数字地形图边缘的匹配。而直线匹配和曲线匹配则是基于数字地形图边缘的线段和曲线段进