TIN-DEM与Hc-DEM插值方法比较分析

以研究区域水系流域为例,利用多种比例尺,采用不同分辨率的地形图,将Hc-DEM算法创建的DEM与基于TIN方法创建的DEM进行对比分析,并对基于这两种DEM的派生水系进行比较分析,从而反映两种DEM的质量和精度。通过比较分析得出,TIN-DEM插值方法提取结果易产生平行梳状水系,分辨率越低,这种现象就越显著;Hc-DEM插值方法能更有效、更准确地提取地形因子和水文特征因子。而TINDEM插值方法在河流信息缺失的情况下占有首选优势。

突变地形特征在DEM上的表达

黄土高原南部高塬沟壑区的地形,存在比较明显的塬边线和沟缘线等突变地形特征线,而这种地形特征在DEM表面的表达却缺乏必要研究。选长武县为研究区,将1∶50 000地形图(等高线、高程点和河流等专题层)及其手工提取的地形特征线(塬边线、沟缘线和坡脚线)数字化;利用多要素构TIN方法和Hutchinson插值方法,分别在有无地形特征线参与的情况下建立10m分辨率规则格网的DEM;利用地图代数运算和频率统计等方法,比较分析所建DEM表面的高程、坡度和剖面曲率等地形属性特征。结果表明:在ANUDEM插值(Hutchinson算法)情况下,地形特征线的参与,可显著改善DEM对地形特征的表达,既避免了平三角,又兼顾了地形的光滑和连续性特征;而在构TIN建立DEM的情况下则无明显影响。

基于空间索引的快速TIN插值DEM算法研究

建立空间索引是提高从TIN插值DEM效率的有效方法,可采用两种不同的思路来构建空间索引:一种是为TIN构建四叉树索引,在逐点插值DEM时,能快速定位到目标三角形;另一种是直接利用格网结构建立索引,在逐三角形插值DEM时,能快速找到所有包含在三角形内的内插点。针对这两种思路改进算法并进行了大量实验,实验结果表明前一种算法适用于从大量三角形中快速定位少数点;而后一种算法能大大提高从TIN内插DEM的速度,在一般采样率下,几乎可实现实时转换。

基于三角网DEM的地形特征提取算法

基于不规则三角网DEM,提出一种新的单流向地形特征自动提取算法.算法主要有三个过程:(1)计算每个三角形的最大坡度和各边的过水面积来确定三角形上水流流向;(2)同时考虑三角形边汇流和面汇流作为河道的组成部分,进行河网追踪;(3)洼地作为局部小流域进行提取,并根据需要将洼地合并到其出口流域或保持洼地独立性.与已有的地形特征提取算法相比,本文算法无需进行洼地预处理,所提取的流域具有与良好的结构性,保持了原有三角网的拓扑属性,并具有较高的效率.对浙江东阳流域地形特征提取进行了算法测试,并对比了官方水系图和ArcGIS软件提取结果,表明该算法适用于地形特征快速提取,同时适用于基于不规则三角网格离散的分布式水文模型并行计算求解时网格的高效剖分与重组.

DEM精度评估方法的研究与实践

研究地形模型精度的关键就是要找到影响地形模型建模质量的相关因素及其他们之间的误差关系,以检测现有的DEM模型的精度,同时规范DEM模型建立的精度标准,使DEM模型能够更加准确、逼真地反映实际地面特征是DEM精度评估和质量控制的难点问题。本文从几个方面对DEM的精度评估方法进行了研究与实践,为今后DEM的精度评估提供了科学的参考依据和评估模型。

崇明东滩水边线信息提取与潮滩DEM的建立

由于潮滩范围广、变化频繁、缺乏常规的地形测量资料,给潮滩开发建设带来极大不便。以崇明东滩为实验区,依据长江口1999-2004年多时相遥感影像的光谱特征,对不同潮情的影像采用不同的波段提取水边线信息。同时根据实测4条高程剖面中的两条作为控制剖面获得水边线的高程,对具有高程信息的水边线利用不规则三角网方法构建了崇明东滩的数字高程模型(DEM)。并利用其它两条实测剖面对数字高程模型的精度进行了检验。结果表明,该方法减少了实测潮位资料缺乏及水边线提取误差对高程提取结果的影响,其均方根误差分别达到0.4 m和0.7 m。

基于ArcGIS的土地开发整理挖填土方量计算研究及应用

土地平整工程在土地开发整理工程设计中处于领头雁的位置,其中挖填土方量计算精度的高低直接关系到项目的合理性和投资预算。传统的土方量计算方法需要与测量工具相结合,工作量大、准确性低,而且不宜在计算机上实现。本文提出基于ArcGIS软件平台,通过不规则三角网(TIN)建立项目区数字高程模型(DEM)的方法,从计算原理及实现步骤探讨了ArcGIS在土方量计算中的应用,并以一工程实例对研究区的土方挖填量进行计算。结果表明,应用ArcGIS计算土方量,操作简便、计算精度高、能够实现三维可视化,具有可行性。

基于格网和方向法索引的Delaunay三角网生成算法

Delaunay三角网在地形表达、表面对象重建、数字城市等GIS领域有着广泛的应用。常见的三角网构建算法中的逐点插入法算法简单、灵活,但是其效率受查找三角形的约束。文中提出一种用虚拟格网索引和方向法相结合的方法,改进对三角形的索引、对点定位的算法,能有效提高构建三角网效率。通过实验证明,这种方法对计算机硬件配置要求较低,且效率高,构建Delaunay三角网的效果好。

一种基于TIN的DEM表面插值模型

针对目前基于TIN的DEM存在的表面模型单一、表面不光滑、达不到更高的精度等问题,该文利用二元泰勒公式、顶点法向量、插值函数等,提出一种基于TIN的DEM表面插值模型,并利用数学曲面评估模型精度。结果表明,该模型具有较好的光滑效果和精度,扩展了基于TIN的DEM表达方式,为DEM的应用提供了更多的选择。

顾及三角形处理的TIN建立算法

提出了一种基于相邻等高线的TIN建立算法———区域分割构网算法 ,并阐述了其基本思想。通过对山顶、鞍部和山谷 (山脊 )不同地貌区域的试验 。

DEM与TIN的数据精度与应用领域的对比分析

规则格网DEM(Digital Elevation Model)和不规则三角网TIN(Triangulated Irregular Network)是表面建模的两种方法,它们各自具有不同的特征及其适用范围。以陕西省耀县1∶5万比例尺的DEM为基准数据,以ArcGIS地理信息系统软件为数据处理平台,对DEM与TIN在基本地形因子提取、数据量与显示速度、数据精度等方面进行对比分析,提出在实际应用中具体的选择方案。

基于BP神经网络的SRTM空缺区域数据填充方法研究

基于地形数据的非线性特点,分析了可以对任意非线性函数进行充分逼近的人工神经网络在SRTM空缺区域插值中的应用,结果表明人工神经网络插值的精度比TIN插值的精度提高了6.3m,并且利用神经网络插值获得的地形的等高线变化趋势及与周围地形等高线的衔接都比TIN方法好。

数字高程模型及其数据结构

简要介绍了DTM的提出和应用情况,并对数字地面模型(DTM)、数字高程模型(DEM或DHM)、数字地形模型(DGM)等三个概念进行了论述,说明了它们的区别和联系,详细论述了离散点、不规则三角形、等高线、断面线和规则格网等几种数字高程模型的数据结构,并对不同数据结构的数字地面模型的特征进行了比较。

基于OpenGL的三维地形可视化技术研究

三维地形可视化技术一直是地理信息系统、数字摄影测量、虚拟现实等领域的研究热点。对OpenGL的发展现状和数字高程模型(DEM)的相关知识进行了介绍,重点讨论了利用Visual C++6.0平台和OpenGL编程技术,建立虚拟地形三维可视化系统的关键技术和实现过程。

数字高程模型DEM及其显示

针对应 用 建 模 方 法 中 建 模 数 据 的 获 取 问 题 ,在 介 绍 数 字 高 程 模 型(DEM )的 数 据 采 集 方 法和 等高 线 模 型 、规 则 格网 模 型 和 不 规则 三 角 网 模 型 三 种 表 示 模 型 的 基 础 上 ,论 述 了 基 于 等 高 线 的 建 模 方法 。 指 出 不 规 则 三 角 网(TIN )与 规 则 格 网 (R SG )的 优 缺 点 ,并 通 过 对 相 同 等 高 线 数 据 进 行 处 理 生 成 TIN和 R SG 图 。结果 证 明 ,在 两 者 不考 虑 数 据 结 构的 情 况 下 ,不 论 在误 差 方 面 还 是在 数 据 质 量 方面 ,TIN 明 显占 有优 势 。

TIN的海底地形复杂度表示与计算方法

针对当前海底地形复杂度表示与计算方法存在的适用性不强,无法全面反映地形复杂程度等问题,面向海底地形的Delaunay不规则三角网表示模型,基于微分几何理论,使用节点1-邻域内相邻三角面片空间几何关系及三角面片在水平面上的投影面积,提出一种基于双二面角的海底地形复杂度的表示与计算模型,并在多个实验样区上对所提出方法进行实验。结果表明,相比目前常用的其他海底地形复杂度表示与计算方法,该方法能够适用于不同的海底地形,且更符合人类认知。

基于DEM的白云山区域三维景观模型的建立和应用

数字高程模型DEM是对地形地貌的一种离散的数字表达,是构建三维模型的基础数据。DEM的一种数据格式GRID通过二维的格网灰度描述地形的起伏,另一种数据格式TIN通过连续三角面模拟地形表面。文章根据DEM对地形高程变化敏感这一特性,选取地形起伏大和地貌类型多样的山地丘陵地区—白云山区域作为研究区,在ARCGIS环境下将二维等高线数据转化为三维地形表面,以TIN为基准高程叠加区域内的矢量图层和遥感影像图,最终构建区域环境的三维景观模型.并以模型为基础,假设区域内的磨刀坑水库在无源淹没的情况下,应用三维分析功能计算水库淹没地形的表面积和体积。

一种基于TIN三角网数据的规则格网生成算法

格网地形模型和7TIN地形模型是数字高程模型的两个主要组成部分。结合实际工作,在实现多分辨率地形环境仿真需求下,充分利用已知TIN数据信息,通过划分格网点,判断格网点是否落在TIN三角网内,用三角形三个点高程内插得到格网点高程的方法,实现基于TIN数据生成格网数据。方法简单实用,在三维地形仿真应用中有较好的效果。

基于不规则三角网的河网提取算法

本文提出了一种基于不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)的河网水系提取算法。讨论了河网水系的结构模式,包括河网水系的组织结构、层次结构和拓扑结构,并给出了河网水系描述的拓扑数据结构。在分析TIN中三角形各边的汇流特性基础上,依据矢量代数理论,讨论了三角形各边和水流方向的关系,并给出了各边汇流特性的判断准则。基于上述理论,设计了TIN的河网水系提取算法,并通过实例进行了分析验证。

构TIN法填挖方计算方法研究

为了提高填挖方计算精度,采用构建不规则三角网法,构建设计模型与现实模型。通过一次构TIN进行填挖方计算时,在填挖分界处计算模型复杂,很难用计算机自动化实现。为了解决这些问题,采用二次构TIN法,通过解算矢量三角形,使计算模型简单化,以便于计算机自动化实现。阐述了二次构TIN实现填挖方计算的方法和具体步骤,给出了计算过程中所用到的数学模型。