重庆沅呈模型设计服务有限公司
作用
数字地形模型(DTM,DigitalTerrainModel)较初是为了高速公路的自动设计提出来的(Miller,1956)。此后,它被用于各种线路选线(铁路、公路、输电线)的设计以及各种工程的面积、体积、坡度计算,任意两点间的通视判断及任意断面图绘制。在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图,制作正射影像图以及地图的修测。在遥感应用中可作为分类的辅助数据。它还是地理信息系统的基础数据,可用于土地利用现状的分析、合理规划及洪水险情预报等。在军事上可用于导航及导弹制导、作战电子沙盘等。对DTM的研究包括DTM的精度问题、地形分类、数据采集、DTM的粗差探测、质量控制、数据压缩、DTM应用以及不规则三角网DTM的建立与应用等。
数字地形模型是测绘工作中,又称数字高程模型。即在一个区域内,以密集的地形模型点的坐标X、Y、Z表达地面形态。这样的地形模型点,就其平面位置来说,可以是随机分布的(包括像片上取规则格网的情况在内);也可以是规则分布的。规则分布时,只须记录和存储点的高程,应用比较方便。
供求关系是一个行业能否快速发展的前提。目前来看,市场需求是很大的,而供应方面却略显不足,尤其是拥有核心知识产权,**的企业并不多,行业整体缺乏品牌效应。傲唯刃道呼吁业内企业共同努力,尤其发挥吹毛求疵的研发精神,进一步提高研发能力,降低成本,真正解决客户的实际困难,严把质量关,提供较可靠的产品和技术。
规则格网
规则网格,通常是正方形,也可以是矩形、三角形等规则网格。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数值。数学上可以表示为一个矩阵,在计算机实现中则是一个二维数组。每个格网单元或数组的一个元素,对应一个高程值。
对于每个格网的数值有两种不同的解释。**种是格网栅格观点,认为该格网单元的数值是其中所有点的高程值,即格网单元对应的地面面积内高程是均一的高度,这种数字高程模型是一个不连续的函数。*二种是点栅格观点,认为该网格单元的数值是网格中心点的高程或该网格单元的平均高程值,这样就需要用一种插值方法来计算每个点的高程。计算任何不是网格中心的数据点的高程值,使用周围4个中心点的高程值,采用距离加权平均方法进行计算,当然也可使用样条函数和克里金插值方法。
规则格网的高程矩阵,可以很容易地用计算机进行处理,特别是栅格数据结构的地理信息系统。它还可以很容易地计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自动提取流域地形,使得它成为DEM较广泛使用的格式,目前许多国家提供的DEM数据都是以规则格网的数据矩阵形式提供的。格网DEM的缺点是不能准确表示地形的结构和细部,为避免这些问题,可采用附加地形特征数据,如地形特征点、山脊线、谷底线、断裂线,以描述地形结构。
格网DEM的另一个缺点是数据量过大,给数据管理带来了不方便,通常要进行压缩存储。DEM数据的无损压缩可以采用普通的栅格数据压缩方式,如游程编码、块码等,但是由于DEM数据反映了地形的连续起伏变化,通常比较“破碎”,普通压缩方式难以达到很好的效果;因此对于网格DEM数据,可以采用哈夫曼编码进行无损压缩;有时,在牺牲细节信息的前提下,可以对网格DEM进行有损压缩,通常的有损压缩大都是基于离散余弦变换(DiscreteCosineTransformation,DCT)或小波变换(WaveletTransformation)的,由于小波变换具有较好的保持细节的特性,来将小波变换应用于DEM数据处理的研究较多。
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。
这是实景航片与DEM数据的组合图,可以*旋转,是一种曲面微分化的一种表示方法,*拟合,因而速度较快。
图形方法
(2.1)线模式
等高线是表示地形较常见的形式。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。
(2.2)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较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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