地形簡化中的不確定性及優(yōu)化模型的研究.pdf

1、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)中存在的尺度效應導致了同一區(qū)域在不同尺度上具有不同的地形表達，對應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

2、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

3、與地形骨架進行疊置，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算簡化表面的高程精度與骨架保留度以分析不確定性。實驗結(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，得到的目標簡化尺度下的地形表達不確定性也將越小，換言之，簡化表面所表達的地形信息可信度也將越高。
　　地形簡化中的不確定性導致了目標尺度上的簡化

4、表面真實值不得而知。傳統(tǒng)的簡化模型以一種確定式的過程進行簡化操作，得到的目標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。更為嚴謹、合理的方式應當是: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看作固體物質(zhì)內(nèi)部亂序運動的粒子，在溫度衰減過程中對特征點持續(xù)