全野外精密数字地面模型的建立
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８ ６
一
北京测绘 ・
全野外精密数字地面模 型的建 立
高永 明 郭 亚兴 高丽 霞
（ 吉林 省第一测绘 院， 吉林 四平 １６ ０ ） ３０ １
［ 摘
要 ］ 数字地面模 型 Ｄ Ｍ是 国家空间数据基础 设施 的框 架数据 之一 ， Ｔ 现在 已在 各个领域 得到 了广
泛 的 应 用 。本 文 着重 对 全 野 外精 密地 面数 字模 型在 实 际 建 立 的作 业 方 式 、 度 要 求 、 查 方 法 、 度 评 定技 术 精 检 精
《 公路 助 测 规 范 》 Ｇ Ｃ ０— ０７ （ １ ２０ ） 规范 的 要求 执 行 ；
厘米 。
ｉ 家 欠
（） ２ 模 随 机 榆 测 的 离程 ｌ 后 １ 甜 人 Ｊ （ ｆ Ｊ ２ ） （ ） 绘 时 应 严 格 执 ４ 父 家 及 测 绘 ｆ 十 ３测 ｉ１ Ｉ Ｊｉ
系文件 ， 确保连线关系正确 ， 实测足够多的地 线 ， 臆 以确保模 型精度 ， 在模型中麻反映¨ Ｉ路路 、 ＩＩ Ｉ 沟 、 山脊线 、 坡底坡顶等特征线 ；
（） ６ 地形 特 征 点 必 须 跑 点 ， ｌ遗 ； 肜 线 连 小 ｌ ｊ 地 接 时避 免有 伪 点 ， 高差 急 变 幺 处 ， 』 刈 的点位 ； （ ）Ｆ路 中 心 线 、 面 边 缘 线 、 腑 边 缘 线 、 ７『 １ 路 路 沟 、 水 沟 的底 、 排 顶线 必 衙按 地 线 处 ｊ独 ●编 ， ｉ ．
随 着计 算 机技 术 和 空 间技术 的发 展 ， 字地 面模 数 型 （ ｉ ｔ ｅ ａ ｏｅ， Ｄｇａ Ｔｒ ｉ Ｍ ｄｌ简称 Ｄ Ｍ） 理论 和方 法 日 ｉｌ ｒｎ Ｔ 的 趋 成 熟 和完 善 。 数字 地 面模 型 ， 为 自然 地 表 的数 字 作
２ 精度 要求
（ ） 字 地 面 模 型 的 精 度 按 《Ｊ 测 １数
进 行 了深 入 的 探 讨 ， 简要 介 绍 了精 密 地 面数 字模 型 的 应 用 前 景 。 并
［ 关键字 ］ 数字地面模型 ； 三角网 ； 不规则三 角网 ［ 中图分类 号］ ｔ ３ ． ＇ １５ ２ ［ 文献标识码 ］ Ｂ ［ 文章编号 ］ １０ ０ ７～３０ （ ０ ） ３— ００２ １ ０ ３ １
求三 角 形 网不 交 叉 、 一性 、 遗漏 ， 唯 不 冈为 如 果 交 叉苇
复， 则使插值产生多 义性 ， 从而造成用模 型求解 ‘ 算
点标 高 的 多值 性 即 不 确 定 性 。 不 遗漏 就 是 使 地 丽 的地 形 有 连续 性 从 而覆 盖整 个 测量 区域 ； 求 最 件 三 力
应规范 、 规程所规定的技术要求及精度指标 围 内要 实测 精 密 数 字 地 面模 型 随 机 榆 测
干ｉ ！ Ｉ ｉ－ ｛ ，
差≤ ． ０ ２米 ， 小 密 度 为 （ ）９ ０ １ 洲 Ｉ ） 总 最 点 ／０ ｎ ， Ｉ ｑ ９ ０ 内至 少 应 有 一个 点 ， 地 形 较 破 碎 ｆ洲 Ｉ ， ０ ・ Ｊ 、 ｊ 应 以能 够准 确 描述 地 形 变化 的 度 进 川 ， 肜 地 伏 ／０５米 均应 进行 跑 点 测 。 ＞ ． （ ） 型 的采 点 密度 小 小 Ｊ ￣ ９（ ｌ，ｌ （ｎ ４模 ｌｉ／（） 。 ） ３ ｌ ｉ ）ｎ Ｉ ） ｌ ｘ３ ｍ 方格 域 内一点 。地彤 较 破 的 测 ｉ ｌ ， ０ ｘＪ ｌ、 Ｊ 当加 测 碎 郑 点 ， 密 度 应 能 准 确 捕 述 ． ｊ 其 ， Ｉ 眵的 伙 ， Ｅ 化 ， ‘ 确保 检 查精 度 ； Ｈ能 （ ） 性 线上 的点 心 求连 线 天 系 ，ｆ 还 线 火 ５地 ，成 ｉ
角形 的几何形状 ， 越接 近等边彤越好 ； 保证最邻 近的 三维点构成德劳 内三角形 ， 即满足三角形几何边长最 短。一般地 ，Ｉ ＴＮ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 （ 在边上用边的
两个 顶 点 的高 程 ， 三 角形 内则用 三个 顶点 的高 程 ） 在 。 所 以 ＴＮ是一 个 三 维空 间的分 段 线性 模 型 ， 整 个 区 Ｉ 在
以便检索使用 ；
１ 全野 外数 字地 面模型 建 立的原 则
建 立数 字 地 面模 型 的 基 本 思 想 是 以 离 散 的测 量 控 制 点 为 顶点 ， 构造 不 交叉 不 重 复不 遗 漏 的平 面 三角 形 来 逼 近地 表 曲 面 ， 当测量 控 制点 的分 布 合 理且 达 到
适 当的密度时 ， 叮以很好地表述地表面 。构建模 型要
（ ５ ０ ６— ０ ７ ； ＧＢ ０ ２ ２ ０ ）
地》
化表现形式 ， 在公路 ， 铁路路线优化设 计和动态全景 透视 图制作 中有着无法 替代的作用。数字地面模型
技 术 在 建 立路 线 、 通 立 交 三维 模 型 的 作 用 ， 互 以及 实 现 的方法 ， 而 为 全 景 透 视 图 、 画Βιβλιοθήκη Baidu的 制作 提 供 从 动 切 实 可 行 的途 径 。 全野 外 建 立地 面模 型 是 以 离 散 三 维 碎 部 点 模 拟 自然 地 面 形 成 一 系 列 彼 此 连 接 ， 不 重 叠 的 三 角 形 但 面 ， 在 道路 工 程设 计 阶段 被 广 泛用 于 模 拟 地 球 自然 它 表 面地 形 ， 种 三 角 网地 面模 型 有 许 多 优 点 。 例 如 ： 这 不改 变 原始 数 据 点 、 度 高 、 丁处 理 地 形特 征 线等 。 精 易
一
北京测绘 ・
全野外精密数字地面模 型的建 立
高永 明 郭 亚兴 高丽 霞
（ 吉林 省第一测绘 院， 吉林 四平 １６ ０ ） ３０ １
［ 摘
要 ］ 数字地面模 型 Ｄ Ｍ是 国家空间数据基础 设施 的框 架数据 之一 ， Ｔ 现在 已在 各个领域 得到 了广
泛 的 应 用 。本 文 着重 对 全 野 外精 密地 面数 字模 型在 实 际 建 立 的作 业 方 式 、 度 要 求 、 查 方 法 、 度 评 定技 术 精 检 精
《 公路 助 测 规 范 》 Ｇ Ｃ ０— ０７ （ １ ２０ ） 规范 的 要求 执 行 ；
厘米 。
ｉ 家 欠
（） ２ 模 随 机 榆 测 的 离程 ｌ 后 １ 甜 人 Ｊ （ ｆ Ｊ ２ ） （ ） 绘 时 应 严 格 执 ４ 父 家 及 测 绘 ｆ 十 ３测 ｉ１ Ｉ Ｊｉ
系文件 ， 确保连线关系正确 ， 实测足够多的地 线 ， 臆 以确保模 型精度 ， 在模型中麻反映¨ Ｉ路路 、 ＩＩ Ｉ 沟 、 山脊线 、 坡底坡顶等特征线 ；
（） ６ 地形 特 征 点 必 须 跑 点 ， ｌ遗 ； 肜 线 连 小 ｌ ｊ 地 接 时避 免有 伪 点 ， 高差 急 变 幺 处 ， 』 刈 的点位 ； （ ）Ｆ路 中 心 线 、 面 边 缘 线 、 腑 边 缘 线 、 ７『 １ 路 路 沟 、 水 沟 的底 、 排 顶线 必 衙按 地 线 处 ｊ独 ●编 ， ｉ ．
随 着计 算 机技 术 和 空 间技术 的发 展 ， 字地 面模 数 型 （ ｉ ｔ ｅ ａ ｏｅ， Ｄｇａ Ｔｒ ｉ Ｍ ｄｌ简称 Ｄ Ｍ） 理论 和方 法 日 ｉｌ ｒｎ Ｔ 的 趋 成 熟 和完 善 。 数字 地 面模 型 ， 为 自然 地 表 的数 字 作
２ 精度 要求
（ ） 字 地 面 模 型 的 精 度 按 《Ｊ 测 １数
进 行 了深 入 的 探 讨 ， 简要 介 绍 了精 密 地 面数 字模 型 的 应 用 前 景 。 并
［ 关键字 ］ 数字地面模型 ； 三角网 ； 不规则三 角网 ［ 中图分类 号］ ｔ ３ ． ＇ １５ ２ ［ 文献标识码 ］ Ｂ ［ 文章编号 ］ １０ ０ ７～３０ （ ０ ） ３— ００２ １ ０ ３ １
求三 角 形 网不 交 叉 、 一性 、 遗漏 ， 唯 不 冈为 如 果 交 叉苇
复， 则使插值产生多 义性 ， 从而造成用模 型求解 ‘ 算
点标 高 的 多值 性 即 不 确 定 性 。 不 遗漏 就 是 使 地 丽 的地 形 有 连续 性 从 而覆 盖整 个 测量 区域 ； 求 最 件 三 力
应规范 、 规程所规定的技术要求及精度指标 围 内要 实测 精 密 数 字 地 面模 型 随 机 榆 测
干ｉ ！ Ｉ ｉ－ ｛ ，
差≤ ． ０ ２米 ， 小 密 度 为 （ ）９ ０ １ 洲 Ｉ ） 总 最 点 ／０ ｎ ， Ｉ ｑ ９ ０ 内至 少 应 有 一个 点 ， 地 形 较 破 碎 ｆ洲 Ｉ ， ０ ・ Ｊ 、 ｊ 应 以能 够准 确 描述 地 形 变化 的 度 进 川 ， 肜 地 伏 ／０５米 均应 进行 跑 点 测 。 ＞ ． （ ） 型 的采 点 密度 小 小 Ｊ ￣ ９（ ｌ，ｌ （ｎ ４模 ｌｉ／（） 。 ） ３ ｌ ｉ ）ｎ Ｉ ） ｌ ｘ３ ｍ 方格 域 内一点 。地彤 较 破 的 测 ｉ ｌ ， ０ ｘＪ ｌ、 Ｊ 当加 测 碎 郑 点 ， 密 度 应 能 准 确 捕 述 ． ｊ 其 ， Ｉ 眵的 伙 ， Ｅ 化 ， ‘ 确保 检 查精 度 ； Ｈ能 （ ） 性 线上 的点 心 求连 线 天 系 ，ｆ 还 线 火 ５地 ，成 ｉ
角形 的几何形状 ， 越接 近等边彤越好 ； 保证最邻 近的 三维点构成德劳 内三角形 ， 即满足三角形几何边长最 短。一般地 ，Ｉ ＴＮ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 （ 在边上用边的
两个 顶 点 的高 程 ， 三 角形 内则用 三个 顶点 的高 程 ） 在 。 所 以 ＴＮ是一 个 三 维空 间的分 段 线性 模 型 ， 整 个 区 Ｉ 在
以便检索使用 ；
１ 全野 外数 字地 面模型 建 立的原 则
建 立数 字 地 面模 型 的 基 本 思 想 是 以 离 散 的测 量 控 制 点 为 顶点 ， 构造 不 交叉 不 重 复不 遗 漏 的平 面 三角 形 来 逼 近地 表 曲 面 ， 当测量 控 制点 的分 布 合 理且 达 到
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（ ５ ０ ６— ０ ７ ； ＧＢ ０ ２ ２ ０ ）
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化表现形式 ， 在公路 ， 铁路路线优化设 计和动态全景 透视 图制作 中有着无法 替代的作用。数字地面模型
技 术 在 建 立路 线 、 通 立 交 三维 模 型 的 作 用 ， 互 以及 实 现 的方法 ， 而 为 全 景 透 视 图 、 画Βιβλιοθήκη Baidu的 制作 提 供 从 动 切 实 可 行 的途 径 。 全野 外 建 立地 面模 型 是 以 离 散 三 维 碎 部 点 模 拟 自然 地 面 形 成 一 系 列 彼 此 连 接 ， 不 重 叠 的 三 角 形 但 面 ， 在 道路 工 程设 计 阶段 被 广 泛用 于 模 拟 地 球 自然 它 表 面地 形 ， 种 三 角 网地 面模 型 有 许 多 优 点 。 例 如 ： 这 不改 变 原始 数 据 点 、 度 高 、 丁处 理 地 形特 征 线等 。 精 易