4等高线的自动追踪

§2.1 DEM的表示
DEM表示法
§2.1 DEM的表示
点模式DEM的几种表示模型
1. 2. 3. 4. 规则格网模型 不规则三角网模型(TIN: Triangulated Irregular Network) 等高线模型 层次模型 (Layer of Details,LOD):表达多种不同精度水平的 数字高程模型。
§2.1 DEM的表示
数字高程模型-DEM
• • 传统地形测图中，地物用地物符号表达，地貌用高程点 或等高线表达。 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 ） 的 内 容 。 即 通 常 DTM 的 主 要 内 容 是 数 字 高 程 模 型 （DEM: Digital Elevation Model ）。 从测绘学的角度，地面高程模型是高程Z关于平面坐标X， Y两个自变量的连续函数，DEM只是地面高程模型的一 个有限的离散表示。
§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，其被存成一个有序的坐 标点对序列，可以认为是一条带有高程值属性的简单多边 形或多边形弧段。由于等高线模型只表达了区域的部分 （位于等高线上的点）高程值，需要用插值方法来计算落 在等高线外的其它点的高程。通常只使用外包最邻近的两 条等高线的高程进行插值。
度的TIN地形模型。
§2.1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱDEM的表示
点模式DEM的几种表示模型间的相互转换
• 格网——TIN
• 格网——等高线 • TIN——等高线 • TIN的形成：Delaunay三角剖分方法
*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。
•
§2.1 DEM的表示
数字地形表达
1. 2. 测绘学中数字地形 ( 地面 ) 模型（ DTM ： Digital Terrain Model）是地形数字化的表达方式。 数字地形模型是新一代的地形图，地貌和地物不再用直 观的等高线和图例符号在纸上表达，而是通过计算机储 存介质中的大量密集的地面点的空间坐标和地形属性编 码，以数字的形式描述。
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。
3.
通常根据不同的具体需要，将某些地面的特性信息与地 形信息结合在一起，构成有特殊用途的数字地面模型。
• 数字地面模型中所包含的地面特性信息类型一般可分为 下列四组： • 1．地貌信息：高程、坡度、坡向、坡面形态及描述地表 起伏情况的更为复杂的地貌因子； • 2．基本地物信息：水系、交通网、居民点和工矿企业及 境界线； • 3．主要的自然资源和环境信息：土壤、植被、地质、气 候； • 4．主要的社会经济信息：人口、工农业产值、经济活动 等。
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点模式DEM的几种表示模型
层次模型
层次模型是一种表达多种不同精度水平的数字高程模型。大
多数层次模型是基于TIN模型的，通常TIN的数据点越多精度 越高，数据点越少精度越低，但数据点多则要求更多的计算 资源。所以如果在精度满足要求的情况下，最好使用尽可能 少的数据点。层次模型允许根据不同的任务要求选择不同精
等高线自动追踪
1. 2. 3. 4. DEM的表示 格网法等高线追踪 TIN等高线追踪 TIN和格网模型的应用比较
§2.1 DEM的表示
数字地形表达
• • 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。 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， 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 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
数字高程模型-DEM
表示法 2. 图形方法：线模式——等高线是表示地形最常见的形式。 其它的地形特征线也是表达地面高程的重要信息源，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DEM 建立常用的方法之一。数据采样可以按规则格网采样， 可以是密度一致的或不一致的；可以是不规则采样，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。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。
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数字高程模型-DEM
表示法
1. 数学方法：用数学方法来表达，可以采用整体拟合方法，
即根据区域所有的高程点数据，用傅立叶级数和高次多
项式拟合统一的地面高程曲面。也可用局部拟合方法， 将地表复杂表面分成正方形规则区域或面积大致相等的 不规则区域进行分块搜索，根据有限个点进行拟合形成 高程曲面。