第6章_数字地形模型与地形分析.ppt

在TIN模型中，点的位置控制着三角形的顶点，这些三角形尽可能接近等边，地表地形就可由一组三角形很好地表示出来。 三角网的一个优点是：其三角形大小随点密度变化而自动变化，当数据点密集时生成的三角形小，表示地形陡峭，数据点较稀时生成的三角形较大，表示地形平缓。TIN也能表示不连续对象，如悬崖、断层、海岸线和山谷谷底。 把TIN转化为栅格，可用线性内插方法，也可用非线内插方法。 TIN的数据存储方式 存储内容 每个顶点的高程、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。 存储方式 对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录，三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针；边的记录有四个指针字段，包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针；也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段，分别存储X，Y，Z坐标。 三角网存储方式 TIN与规则格网的比较 TIN随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密度和决定采样点的位置，能够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点如山脊、山谷线、地形变化线等表示数字高程特征。 2.4 层次模型 层次地形模型（Layer of Details，LOD）用于表达多种不同精度水平的数字高程模型。层次地形模型允许根据不同的任务要求选择不同精度的地形模型。 3. DEM模型之间的相互转换 为满足不同需要常需要在DEM和TIN之间进行转换。 3.1 等高线转成格网DEM 局部插值算法，估计未知格网点的高程要在一个半径范围内有哪些信誉好的足球投注网站落在其中的已知点数据，再计算它的加权平均值。 面临问题： 如果有哪些信誉好的足球投注网站到的点都具有相同的高程，那待插值点的高程也同为此高程值。结果导致在每条等高线周围的狭长区域内具有与等高线相同的高程，出现“阶梯”地形。 当低海拔平原地区等高线距离更远时，有哪些信誉好的足球投注网站到一条等高线上的数据的可能性就越大，问题更严重。 以带“阶梯”地形的DEM为基础，计算坡度往往会出现不自然的条斑状分布模式。 3.2 利用格网DEM提取等高线 方法：根据格网DEM中相邻四个点组成四边形进行等高线跟踪。 在格网DEM提取等高线中，除了划分为三角形之外，也可以直接使用四边形跟踪等高线。但是在图9-11所示的情形中，仍会出现等高线跟踪的二义性，即对于每个四边形，有两条等高线的离去边。进行取舍判断的方法一般是计算距离，距离近的连线方式优于距离远的连线方式。在图9-11种，就要采用（b）图所示的跟踪方式。 格网DEM提取等高线另一个值得注意的问题是，如果一些网格点的数值恰好等于要提取的等高线的数值，会使判断过程变得复杂，并且会生成不闭合的等高线，一般的解决办法是将这些网格点的数值增加一个小的偏移量。 3.2 格网DEM转成TIN 可以看作是一种规则分布的采样点生成TIN。 目的：尽量减少TIN的顶点数目，并尽可能多地保留地形信息，如山峰、山脊、谷底和坡度突变处。 算法实现的两个重要的特征： 1）筛选要保留或丢弃的格网点； 2）判断停止筛选的条件。 保留重要点法 启发丢弃法。 3.2.1 保留重要点法 通过比较计算格网点的重要性，保留重要的格网点。 重要点（VIP，Very Important Point）通过3×3的模板来确定，根据八邻点的高程值决定模板中心是否为重要点。 比较格网点的高程值与8邻点的高程值，将差分超过某个阈值的格网点保留下来。作为三角网顶点生成Delaunay三角网 3.2.2 启发丢弃法（DH，Drop Heuristic） 算法：给定一个格网DEM和转换后TIN中节点的数量限制，寻求一个TIN与规则格网DEM的最佳拟合。首先输入整个格网DEM，迭代进行计算，逐渐将那些不太重要的点删除，处理过程直到满足数量限制条件或满足一定精度为止。 1）输入TIN，每次去掉一个节点进行迭代，得到节点越来越少的TIN。 2）取TIN的一个节点O及与其相邻的其它节点，将O的邻点进行Delaunay三角形重构。 3）判断节点O位于哪个新生成的Delaunay三角形中（图为BCE）。计算O点的高程和过O点与三角形BCE交点O’的高程差d。若高程差d大于阈值de，则O点为重要点，保留，否则，删除（de为阈值）。 4）对TIN中所有的节点，重复进行上述判断过程。 5）直到TIN中所有的节点满足条件dde，结束。 保留重要点法(VIP)和启发丢弃法(DH)比较 VIP方法在保留关键网格点方面（顶点、凹点）最好； DH方法在每次丢弃数据点时确保关键信息丢失最少，但要求计算量大。 两种方法各有利弊，实际应用中根据不同的需要，可以选择使用不同的方法。 检测极值点 高效存储 最小误差 3.3 TIN转成格网DEM 等同于不规则点生成格网DEM的过程。 按要求的分辨率大小和方向生成规则格网