三角网数字地面模型的构建.pptxVIP

第七章　数字地面模型;§1　概述一、数字地面模型的定义和特点;2.数字地面模型的内容 地貌信息：高程、坡度、坡向等 基本地物信息：居民地、水系、道路境界线等 主要的自然资源和环境信息：土壤、植被、地质、气候等 主要的社会经济信息：人口分布、工农业产值、收入等;3.数字高程模型（ＤＥＭ） 　数字高程模型是对地球表面起伏的一种离散的数字表达，是数字地面模型中最基本的部分。 ＤＥＭ可以表示成区域Ｄ上三维向量序列： 当该序列中各向量的平面点位是规则格网排列时，则平面坐标???省略，ＤＥＭ简化为一维向量序列：;4.DEM的优点： 　数字形式，可直接输入计算机，便于各种计算机辅助系统利用； 　容易以多种形式显示地形信息； 　精度不会损失； 　便于存储、更新、传播。 ;5.DEM的应用 　作为国家地理信息的基础数据 　数字线划图DLG、数字高程模型DEM、数字正射影像DOM、地理名称、数字栅格图，前三Ｄ为我国国家空间数据基础设施（NSDI）的框架数据。 　测绘领域 　工程 　军事 　规划、环境 　遥感;6.DEM的生产流程 数据采集、数据处理、DEM应用 ;二、DEM的形式;§2 DEM的数据获取;由SRTM－C波段获取DEM再与TM图像叠加的结果;;;地形图数字化 生产DEM;;　规则格网采样　 　　　采样点的平面坐标由计算机控制，是一种简单、效率较高的方法，缺点是不能反映地形特征点、线。 　渐进采样法　 　　是一种使采样点分布合理、减少数据量的方法。;渐进采样法;选择性采样 　为了准确反映地形，根据地形特征选择采样，沿山脊线、山谷线、断裂线和离散特征点（山顶）采点。优点是，少量的点即能反映地面的主要特征；缺点是，效率低，速度慢。 混合采样 　混合采样是把规则格网采样（渐进采样）与选择性采样结合起来，以提高精度。;全数字摄影测量系统采集数据点 　　由数字摄影测量系统，根据影像匹配原理，经自动相对定向、绝对定向后，建立数字立体模型，采集规则格网的数字地面模型。;图7-2-3 交互式数字摄影测量生产DEM的工作流程;§3　DEM数据预处理;一、格式转换 　　由于数据采集的软件、硬件不同，所采集的数据各有自己的格式，要被某一专业软件处理，建立DEM，必须首先进行数据格式的转换。 　　如GeoTin软件只能处理God格式的数据，其它格式（txt/dxf/E00）的原始数据，都要转成God形式的。;二、坐标变换 　非地面坐标系变换为国家同一的地面坐标系或局部坐标系。 三、数据编辑 　将采集的数据绘图输出或显示，以检查数据是否有错、遗漏和重复。 四、栅格数据的矢量化 　可用自动矢量化软件实现。　;五、数据分块 　目的是提高数据处理（内插）的速度，避免检索不必要的数据点。;§4 DEM的内插;一、基于矩形格网的DEM多项式内插 用已知规则格网点坐标内插出更密的规则格网点（或其它点）的高程。方法是由4点或更多的周边的相邻点拟合一个曲面（平面），然后计算待定点的高程。曲面必须连续甚至光滑。;1.双线性多项式内插 根据最近的4个数据点，确定一个双线性多项式： 或用矩阵形式表示为： 利用4个已知点求出4个系数， 再由求出的系数和待定点的平面坐标（X,Y）内插出该点的高程。; 当4个已知点是规则格网点时，可由双线性多项式的定义、直积运算和阵列代数法推导出内插公式。 直接由定义推导 同理 ;把Ｍ、Ｎ代入得;二、双三次多项式内插 　三次曲面方程为;用阵列代数表示为;　　对规则格网的数据 点，将坐标原点移到待 定点所在格网的左下角。 为了简单，令格网的长 度为1。 　　由于双三次多项式 有16个系数，因而除了Ｐ所在格网的4个角点的过程外，还需要已知这些点处的一阶偏导数和二阶混合偏导数。;;因为;因此;三、移动曲面拟合法;计算过程： 1.对某待定点Ｐ，找出Ｐ周围 的几个分块格网中的数据点， 并将坐标原点移到该DEM格网 点Ｐ（xP,yP）,对任一数据点 i有: ;2.以待定点Ｐ为中心，Ｒ为半径作圆，落在圆内的数据点即被选用，来拟合一个二次曲面，数据点个数ｎ6，Ｒ的大小可变，以便点数适中。;3.列出误差方程式，通常用二次曲面，则 对第ｉ数据点可列出误差方程式 ;4.计算每一数据点的权（相关程度），权的 大小与该点距待定点的距离ｄ有关，ｄ愈大， 权愈小。计算公式有如下几种：;5.法化求解 由于 所以系数Ｆ就是待定点的高程Zp。 　;　　实际应用中，也可用加权平均法，它是移动拟合法的简化。;§5　三角网数字地面模型;一、三角网数字地面模型的构建;1.角度判别法建立TIN;1.角度判别法建立TIN;1.角度判别法建立TIN;重复与交叉的检测 　由于任意一边最多只能是两个三角形的公共边，因此只需给每一边记下扩展的次数，如超