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第一章 地理信息系统概论1

1．1 地理信息系统1

1．1．1 地理信息系统的定义1

1．1．2 空间数据2

1．1．3 空间数据的特征2

1．1．4 其它类型的数据3

1．1．5 信息与数据4

1．1．6 AM(Automated Mapper)自动地图制作系统4

1．1．7 基于矢量与基于栅格的GIS4

1．2 地理信息系统的历史5

1．2．1 地图的产生和发展5

1．2．2 传统意义的地图面临的危机7

1．2．3 现代GIS的产生与发展9

1．3 地理信息系统在军事中的应用11

1．3．1 军事与地理11

1．3．2 军事地理学与军事地形学13

1．3．3 军事地理信息系统与军事地理学、地形学之间的关系13

1．3．4 军事地理信息的内容14

1．3．5 军用电子地图系统15

1．3．6 实用军事地理信息系统的构成15

1．4 已有系统的回顾与本书内容17

1．4．1 已有系统的回顾17

1．4．2 本书内容提要17

1．5 算法语言的约定18

第二章 军事地形图的输入22

2．1 地图的输入方法及比较22

2．2 彩色地图的颜色分层24

2．2．1 颜色的表示方法24

2．2．2 ISODATA集群算法25

2．2．3 两步集群法26

2．3 等高线高程值的自动标定32

2．3．1 等高线的图论表示32

2．3．2 等高线高程自动标定34

2．3．3 大区域填充算法标定区域35

2．3．4 建立等高线自由树与邻接矩阵36

2．3．5 等高线的高程自动赋值38

2．3．6 实验结果40

2．4 彩色图像的二值化与预处理41

2．4．1 二值化处理41

2．4．2 二值图像的预处理42

2．5 基于细化方法的线状要素的跟踪45

2．5．1 二值图像的细化46

2．5．2 断点的连接50

2．5．3 线的跟踪52

2．6 基于中心线的线状要素跟踪方法55

2．6．1 基于灰度图像的线划跟踪56

2．6．2 基于二值图像的线划跟踪58

2．7 面状要素的提取61

2．8 平面曲线的折线近似63

2．8．1 Ramer平面曲线折线近似方法63

2．8．2 带域法曲线到平面折线的近似65

第三章 地理数据的存储与管理69

3．1 数据的预处理69

3．1．1 点、节点、弧段、线、多边形的概念69

3．1．2 数字化错误的校正70

3．1．3 地图拼接72

3．1．4 坐标转换73

3．2 空间数据的拓扑关系及自动生成78

3．2．1 地图的基本图形元素与拓扑关系79

3．2．2 空间数据拓扑关系自动生成80

3．3 数据结构83

3．3．1 DIME文件数据结构83

3．3．2 弧段—节点数据结构85

3．3．3 关系型数据结构86

3．3．4 DLG数据结构87

3．3．5 TIGER文件数据结构88

3．3．6 几种文件格式的比较89

3．3．7 军队标号与地理信息数据文件89

第四章 数字地形模型的生成95

4．1 数字地形模型的定义和种类95

4．1．1 数字地形模型的定义95

4．1．2 DTM的分类96

4．1．3 两种数字地形模型的比较98

4．2 基于RSGs的DTM产生98

4．2．1 插值算法98

4．2．2 数据分块的格网化算法99

4．3 在基于RSGs的DTM上叠加地物105

4．3．1 直接在DTM上叠加地物105

4．3．2 在DTM上间接叠加地物106

4．4 基于TINs的DTM产生106

4．4．1 Voronoi图与Delaunay三角形106

4．4．2 两种Delaunay三角形产生算法107

4．4．3 基于TINs的DTM产生117

4．5 在基于TINs的DTM上叠加地物118

4．5．1 限定性Delaunay三角产生准则118

4．5．2 在TINs的DTM上叠加线状要素119

4．5．3 在TINs的DTM上叠加面状要素120

4．6 两种不同数字地形模型的转换122

4．6．1 TINs到RSGs的转换122

4．6．2 RSGs到TINs的转换124

第五章 通视分析127

5．1 通视问题的分类127

5．1．1 点的通视129

5．1．2 线的通视130

5．1．3 区域的通视130

5．2 基于RSGs的DTM的通视130

5．2．1 基于RSGs的DTM的点对点通视131

5．2．2 点对线的通视132

5．2．3 点对区域的通视133

5．2．4 点对区域通视算法的改进135

5．3 基于TINs的DTM的通视135

5．3．1 点对区域的二值通视与最小通视高度136

5．3．2 点对点的通视139

5．3．3 点对线的通视140

5．3．4 点对区域的通视143

第六章 地形分析及其应用149

6．1 地形表面的坡度坡向149

6．1．1 DTM中数据点的法线矢量149

6．1．2 坡度的计算150

6．1．3 坡向的计算151

6．2 地形剖面相关性分析152

6．2．1 地形剖面相关性定义152

6．2．2 地形剖面相关性分析153

6．3 地形的纹理分析158

6．3．1 DTM富里叶变换158

6．3．2 纹理分析158

6．4 地形的分形维分析161

6．4．1 分形学与分形维161

6．4．2 分形布朗函数162

6．4．3 实验结果及比较166

6．4．4 分形插值计算168

6．5 地形的最大最小信息熵方向171

6．5．1 地形的信息熵171

6．5．2 地形的方向信息熵171

6．5．3 最大信息熵方向的计算172

6．6 地形分析在地形匹配导航中的应用175

6．6．1 巡航飞行器的地形匹配原理175

6．6．2 地形分析流程177

6．6．3 巡航飞行器地形匹配时最佳路线选择178

第七章 军队标号生成系统180

7．1 军队标号的定义和分类180

7．2 规则军标181

7．3 非规则军标的生成184

7．3．1 非规则军标的分类184

7．3．2 曲线参数方程与B样条曲线186

7．3．3 粗细箭头的生成196

7．3．4 法线类非规则军标的生成200

7．3．5 杂类非规则军标的生成205

7．4 军标与地理信息系统的结合206

7．4．1 军标与地理信息系统中点、弧、多边形的对应关系206

7．4．2 军标文件结构208

主要参考文献209

索引215

附录 A221

附录 B244

附录 C256