基于三维DP算法的多种矢量线与DEM同步综合方法成果简介 一、课题来源与背景 目前，随着计算机技术和空间数据获取技术的迅猛发展，在日益增长的三维空间信息需求的牵引驱动下，许多应用领域如环境变化监测、灾害应急预警、资源可持续开发等使用大范围、多类型数据（如DEM、影像和矢量数据等）进行三维空间信息的综合展示及分析的需求越来越多。多源数据融合建模及多尺度表达已成为目前国际GIS学术界的研究热点问题之一。 在多源基础数据库中，地理要素及空间关系经过预处理能够达到一致性。但对矢量数据与DEM的LOD建模大都是分开独立构建的，存在着简化因子（标准）不一致的问题，比如矢量数据的简化是根据要素的空间几何特征，而DEM的简化则是根据地形的粗糙度等。 Douglas-Peucker（DP）算法是一种具有全局性特征的用于二维曲线的化简算法。近年来，国内外学者将经典二维DP算法推广到三维空间，提出了三维DP算法，并针对三维随机离散点数据格式的DEM进行了数据综合，实验效果良好。但目前只被应用于单一的DEM数据，无法满足日益增长的多领域对矢量要素与地形数据的同步综合的要求。 由签于此，本研究通过应用和改进三维DP算法，深入研究了多种矢量线要素与DEM的同步综合方法。希望能够深入解决空间矢量数据与DEM数据的LOD建模中简化操作不同步的瓶颈问题，提高国家大型工程及应急决策的准确性和公共地理信息服务的现时性。 二、 技术原理及性能指标 考虑到实际地表点集的分布特点，一般是水平方向上延展性很广，而在竖直方向上的起伏度相对很小，故在三维DP算法中最为重要的首基面的选择一般会在水平方向上，因而它对于三维离散点集的综合主要体现在高程方向上，这也是该算法用于DEM和等高线综合取得很好效果的原因。 基于以上特点，考虑到在三维空间中，矢量要素与DEM均存在着相关度不等的依存关系，譬如通常根据矢量数据与DEM的依存度将其划分为完全地形数据（如河流）、半地形数据（如道路）和非地形数据（如行政边界等）等几种类型。正是基于各类矢量数据与DEM数据之间的不同程度的耦合关系，计划探索利用三维DP算法进行河网线矢量与DEM的同步综合方法，实现矢量数据与地形数据在同一简化因子下的同步综合。 目前只能通过肉眼判定矢量数据和DEM在同步综合过程中是否仍然有"穿越"和"悬挂"等不合理的几何和拓扑错误来判定算法的好坏；是否在同步综合过程中能同时体现矢量数据的，算法的计算效率也是要考量的标准之一。 三、技术的创造性与先进性 本研究提出了一种基于三维DP改进算法的多种矢量线要素与DEM同步综合新方法。首次利用复合弯曲的几何形态表达对三维DP算法进行改进，提出了一种三维空间多矢量线要素与DEM 同步综合新方法。该方法使矢量线要素具有的弯曲形态与地形的主要特征同时保留，实现了三维空间下多种矢量线要素与DEM数据在同一简化因子作用下的一致性变化，有效避免了多源数据在多尺度表达中的几何和拓扑矛盾。 四、应用情况及存在的问题 项目现在只是停留在实验验证阶段，尚没有被应用于具体的工程实际，实验验证的区域也只是适用于平面区域。 存在的问题：目前对于同步简化实验结果好坏的判定只能通过视觉观察确定，存在一定的主观性，需要发展严密的数学方法和模型对其进行定量的描述和评价。 研究在全球DQT格网的框架下的多类型数据的同步综合算法是未来下一步的工作，在全球DQG格网的框架下，应用3D_DP算法将受到更大的限制，如何对算法进行改进，继续发挥甚至提高其算法本身的全局性综合作用，设计出一个基于全球DQG格网的同步LOD模型及自适应操作算子将值得我们进行进一步的研究。 进一步加强对矢量与地形的海量数据的管理组织与渲染显示，对数据的有效的组织管理能有效的提高数据调度的效率和可视化表达的质量。面对海量的的地理空间数据，在充分利用现代计算机的各种硬件（内、外存和GPU图形处理器等）优势的基础上，进一步加强数据的结构设计和组织管理，提升系统运行效率，能有效的推动三维可视化技术的进一步应用和推广。 五、历年获奖情况 无

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