数字高程模型及其应用.ppt

6.1 DTM与DEM的概念 2.DTM分类 按不同的分类方法，DTM有不同的类型，现归纳如下： 1）按区域分类 综合性DTM— 全国范围 区域性DTM— 某行政区、自然区 专题性DTM— 某专题数据，DEM 2) 按结构形式分类 规则网格DTM 平面多边形DTM 曲面DTM 空间多边形DTM 等值线DTM 散点DTM 3）按内容分类 数字地貌模型（Digital Geomorphic Model）地表起伏形态的数据 非数字地貌模型 地理背景、社会经济数据 选择采样 为了准确地反映地形，可根据地形特征进行选择采样，例如沿山脊线、山谷线、断裂线进行采集以及离散碎部点（如山顶）的采集。这种方法获取的数据尤其适合于不规则三角网DEM的建立。 适应性采样 采样过程中发现某些地面没有包括必要信息时，取消某些样点，以减少冗余数据。 先进采样法 目的是使采样点分布合理，即平坦地区样点少，地形复杂区的样点较多。采样首先按预定比较稀疏的间隔进行采样，获得一个较稀疏的格网，然后分析是否需要对格网进行加密。 判断加密的方法可利用高程的二阶差分是否超过了给定的阈值；或利用相邻的三点拟合一条二次曲线，计算两点间中点的二次内插值与线性内插值之差，判断是否超过阈值。当超过阈值时，则对格网加密采样，然后对较密的格网进行同样的判断处理，直至不再超限或达到预先给定的加密次数（或最小格网间隔），然后再对其它格网进行同样的处理。 有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式，一个简单的记录方式是：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 。 1、三角形构网方法 不规则三角形构网的方法有很多，不同发发构网的结果可能不完全相同。但理论上说，三角网的建立应基于最佳三角形的条件，即尽可能保证每个三角形都是锐角三角形或者三边的长度近似相等，避免出现过大的钝角和过小锐角。下面我们了解一下三角形构网的准则（方法）： 1）空外接圆准则 过每个三角形的外接圆均不包含点集的其余任何点。 2）最大最小角准则 相邻的三角形形成的凸四边形中，这两三角形中的最小内角一定大于交换凸四边形对角线后所形成的两三角形的最小内角。 3）最短距离和准则 一点到基边和两端的距离和为最小。 4）张角最大准则 一点到基边的张角为最大。 5）面积比准则 三角形内切圆面积与三角形面积或三角形面积与周长平方之比最大。 6）对角线准则准则 两三角形组成的凸四边形的两条对角线之比，这一准则的比值限定支取给定。即当计算值超过限定值才进行优化。 准则评述 理论上可以证明： 空外接圆准则、最大最小角准则、张角最大原则是等价的，其余则不然。 三角形准则是建立三角形网络的原则，应用不同的准则将会得到不同的三角形网络。 一般而言，应尽量保持三角网络的唯一性，即在同一准则下，由不同的位置开始建立三角形网络，最终得到的形状应是相同的。在这一点上，空外接圆准则、最大最小角准则、张角最大原则都可以做到，对角线准则含有主观因素，现今使用的不多。 2、狄洛尼三角网（Delaunay） 对于不规则分布的高程点，可以形式化地描述为平面的一个无序的点集P，点集中每个点p对应于它的高程值。将该点集转成TIN，最常用的方法是Delaunay三角剖分方法。生成TIN的关键是Delaunay三角网的产生算法，下面先对Delaunay三角网和它的偶图Voronoi图作简要的描述。 1）Voronoi图与狄洛尼三角网 Voronoi图，又叫泰森多边形或Dirichlet图，它由一组连续多边形组成，多边形的边界是由连接两邻点线段的垂直平分线组成。N个在平面上有区别的点，按照最近邻原则划分平面：每个点与它的最近邻区域相关联。Delaunay三角形是由与相邻Voronoi多边形共享一条边的相关点连接而成的三角形。Delaunay三角形的外接圆圆心是与三角形相关的Voronoi多边形的一个顶点。 对于给定的初始点集P，有多种三角网剖分方式，而Delaunay三角网有以下特性： 其Delaunay三角网是唯一的； 三角网的外边界构成了