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第二章、等高线自动追踪 §2.1 DEM 的表示 数字地形表达 1. DEM 的表示 ? 20世纪中叶后， 随着计算机科学、现代数学和计算机图 形学的发展，各种数字地形表达方式得到迅猛的发展。 2. 格网法等高线追踪 ? 计算机和计算机技术在测绘方面的应用使得测绘学科逐 步向数字化与自动化、实时处理与多用途的方向发展。 计算机技术在很大程度上改变了地图制图的生产方式， 3. TIN等高线追踪 同时也改变着地图产品的样式和用图概念。 ? 数字地形表达的方式可以分为两大类，即数学描述和图 4. TIN和格网模型的应用比较 像描述。使用傅立叶级数和多项式来描述地形是常用的 数学描述方法。规则格网、不规则格网、等高线则是图 像描述的常用方式。 §2.1 DEM 的表示 §2.1 DEM 的表示 数字地形表达 数字高程模型-DEM 1. 测 绘 学 中 数 字 地 形 模 型 （DTM ：Digital Terrain ? 传统地形测图中，地物用地物符号表达，地貌用高程点 Model）是地形数字化的表达方式。 或等高线表达。 2. 数字地形模型是新一代的地形图，地貌和地物不再用直 ? 从地形测绘的角度出发，一般仅把基本地形图中的地形 要素、特别是 高程信息，作为数字地形模型 （DTM ） 观的等高线和图例符号在纸上表达，而是通过计算机储 的 内 容 。 即 通 常DTM 的 主 要 内 容 是 数 字 高 程 模 型 存介质中的大量密集的地面点的空间坐标和地形属性编 （DEM: Digital Elevation Model ）。 码，以数字的形式描述。 ? 从测绘学的角度，地面高程模型是高程Z 关于平面坐标 3. 通常根据不同的具体需要，将某些地面的特性信息与地 X ，Y 两个自变量的连续函数，DEM 只是地面高程模型 形信息结合在一起，构成有特种用途的数字地面模型。 的一个有限的离散表示。 §2.1 DEM 的表示 §2.1 DEM 的表示 数字高程模型-DEM 数字高程模型-DEM 表示法 表示法 2. 图形方法：线模式—— 等高线是表示地形最常见的形 1. 数学方法：用数学方法来表达，可以采用整体拟合方 式。其它的地形特征线也是表达地面高程的重要信息 法，即根据区域所有的高程点数据，用傅立叶级数和高 源，如山脊线、谷底线、海岸线及坡度变换线等。 点模式—— 用离散采样数据点建立DEM 是 次多项式拟合统一的地面高程曲面。也可用局部拟合方 DEM建立常用的方法之一。数据采样可以按规则格网采 法，将地表复杂表面分成正方形规则区域或面积大致相 样，可以是密度一致的或不一致的；可以是不规则采 等的不规则区域进行分块有哪些信誉好的足球投注网站，根据有限个点进行拟合 样，如不规则三角网、邻近网模型等；也可以有选择性 地采样，采集山峰、洼坑、隘口、边界等重要特征点。 形成高程曲面。 在地理信息系统中，DEM 最主要的三种表示模型是：规 则格网模型，等高线模型和不规则三角网模型。 1 §2.1 DEM 的表示 §2.1 DEM 的表示 DEM表示法 点模式DEM 的几种表示模型 1. 规则格网模型 2. 不规则三角网模型 TIN: Triangulated Irregular Network 3. 等高线模型 4. 层次模型 *规则格网模型和TIN模型是最常用的模型 §2.1 DEM 的表示 点模式DEM 的几种表示模型 规则格网模型 ? 规则网格将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单 元对应一个高程值。数学上表示为一个矩阵，计算机实现 中则是一个二维数组。 ? 每个格网的高程值有两种不同的解释。格网栅格观点认为 格网单元对 应的地面面积内高程是均一的高度，这种 DEM 是一个不连续的函数。点栅格观点认为该网格单元 的高程值是网格中心点的高程，这样就需要用距离加权平 均方法来计算每个点的高程。点栅格观点比较常用。 矩阵结构的 §2.1 DEM 的表示 点模式DEM 的几种表示模型 TIN模型 ? TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面 网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形 内。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值 的方法得到。 ? TIN是一个三维空间的分段线性模型，在整个区域内连续 但不可微。 ? TIN 的数据存储方式不仅要存储每个点的高程，还要存储 其平面坐标、节点连接的拓扑关系，三角形及邻接三角形 等关系。频繁使用指针。 2 §2.1 DEM 的表示 点模式DEM 的几种表示模型 等高线模型 ? 等高线模型表示高程，每一条等高线对应一个已知的高程 值，这样一系列等高线集合和它们的高程值一起就构成了 一种地面高程模型 。 ? 等高线通常用二维的链表来存储，其被存成一个