tin模型的構(gòu)建方法研究

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1、河海大學(xué)碩士學(xué)位論文TIN模型的構(gòu)建方法研究姓名：茆德柱申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：攝影測(cè)量與遙感指導(dǎo)教師：許捍衛(wèi)20070601摘要近年來(lái)，隨著GIS技術(shù)迅猛發(fā)展以及在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷深入，對(duì)DEM數(shù)據(jù)的要求越來(lái)越高．T礬數(shù)據(jù)作為DEM數(shù)據(jù)的其中一種表達(dá)方式，在不同層次和空間上表達(dá)地面復(fù)雜地表具有優(yōu)越性。然而，TIN數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其使用和管理也較為復(fù)雜，而且在數(shù)據(jù)量很大的情況下運(yùn)行速度比較慢，這在一定程度上限制了TIN的發(fā)展。因此，改進(jìn)TIN構(gòu)建模型，提高TIN構(gòu)建精度與地形描述逼真度以及TIN構(gòu)建算法效率成為T

2、IN研究的熱點(diǎn)問(wèn)躁．本文首先對(duì)當(dāng)前常規(guī)的TIN模型構(gòu)建方法進(jìn)行了分析，總結(jié)其不足，提出了結(jié)合外部有效邊界線和內(nèi)部約束地性線來(lái)共同構(gòu)建TIN數(shù)據(jù)的方法。其次對(duì)通過(guò)離散商程點(diǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)提取出其實(shí)際有效的邊界，再將離散點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理成柵格數(shù)據(jù)，應(yīng)用平面曲率和坡形組合法提取出地面盼蛆性結(jié)構(gòu)線的算法進(jìn)行了研究，保證了地形描述的逼真度；最后基于凸包技術(shù)，利用內(nèi)外部約束條件共同構(gòu)建更高精度和逼真度的TIN數(shù)據(jù)進(jìn)行了程序?qū)崿F(xiàn)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：1．分析總結(jié)當(dāng)前構(gòu)建TIN的幾種常用的方法，并探討其優(yōu)缺點(diǎn)。最后選擇了基于“凸殼技術(shù)”快

3、速構(gòu)建的算法，并對(duì)凸包算法進(jìn)行改進(jìn)以“凹包”即實(shí)際的有效范圍線作為起始外部范圍，可以有效的提高TIN在其邊緣地帶的精度。2．對(duì)離散高程點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)際有效邊界進(jìn)行了研究，優(yōu)化并實(shí)現(xiàn)了基于凹包的有效邊界線提取算法，并且在有效邊界線提取過(guò)程中有效地解決外圍點(diǎn)的遺漏和范圍線在復(fù)雜區(qū)域連接交叉的問(wèn)題。有效地改進(jìn)了傳統(tǒng)的凸殼邊界存在的邊界不真實(shí)的問(wèn)題。3．分析了從規(guī)則格網(wǎng)中提取地性線的方法，并總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)其優(yōu)越性，最后選擇結(jié)合平面曲率和坡形組合法提取地性線，可通過(guò)參數(shù)設(shè)置調(diào)節(jié)地性線提取的寬度使提取的地性線更符合實(shí)際地貌情況。4

4、．基于改進(jìn)的“凸殼技術(shù)”并結(jié)合內(nèi)、外部約束條件，利用Arcobjects在vc++6．0環(huán)境設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)TIN的構(gòu)建模型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。并在系統(tǒng)上，利用多組真實(shí)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行分類對(duì)比試驗(yàn)，并進(jìn)行精度分析驗(yàn)證了本文所提出方法的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞；數(shù)字高程模型、范圍線、她性線、不規(guī)則三角網(wǎng)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明：本人所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。與我一同工作的同事對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)

5、明并表示了謝意。如不實(shí)，本人負(fù)全部責(zé)任。論文作者(簽名)：聾堡也2007年6月8日學(xué)位論文使用授權(quán)說(shuō)明河海大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所、國(guó)家圖書館、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件或電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論文被查閱和借閱。論文全部或部分內(nèi)容的公布泡括刊登)授權(quán)河海大學(xué)研究生院辦理。論文作者(簽名)：盞鍵超2007年‘月D日第一章緒論1．1研究背景在上世紀(jì)50年代美國(guó)麻省理工學(xué)院攝影測(cè)量

6、實(shí)驗(yàn)室主任Chaires．L．Miller教授首次提出數(shù)字地面模型的概念。數(shù)字地面模型(DigitalTe玎ainModel簡(jiǎn)稱DTM)是地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達(dá)，是帶有空間位置特性和地形屬性特征的數(shù)字描述。DTM是定義在某一區(qū)域D上的m維向量的有限序列，其向量的分量為地形、植被、礦產(chǎn)資源、土地利用、人口分布等多種信息的定量或定性的描述。當(dāng)只考慮DTM的地形分量時(shí)，通常被稱為數(shù)字商程模型DEM(DigitalElevationModel)[tJ。目前DEM已經(jīng)成為地理信息系統(tǒng)(GIS)的重要組成部分，GIS的許多

7、分析功能是以DEM為基礎(chǔ)。DEM包含了豐富的地形特征信息，比如描述地表高低起伏的高程、坡度、坡向等地貌信息。數(shù)字高程模型一般包括規(guī)則格網(wǎng)模型(G甜D)、等高線描述法模型、不規(guī)則三角網(wǎng)(TriangulatedIrregularNetwork，TIN)模型。規(guī)則格網(wǎng)模型是人們普遍采用的一種DEM模型。該模型利用固定大小的格網(wǎng)蒙在地形圖上，逐格讀取每一格代表的高程值構(gòu)成DEM。這種2維矩陣數(shù)據(jù)排列，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易理解。便于計(jì)算坡度、坡向、描述河流的流域范圍等，同時(shí)也便于計(jì)算機(jī)的處理，所以規(guī)則格網(wǎng)成為最常見的DEM。但是它的

8、缺點(diǎn)也是顯而易見的，主要就是存儲(chǔ)量大。在一幅柵格DEM中，由于格網(wǎng)的選取一般比較適中，這樣在地形平坦地區(qū)容易出現(xiàn)大量冗余數(shù)據(jù)，而在地形起伏較大地區(qū)采樣點(diǎn)不足，不能準(zhǔn)確反映地形的突變“1。等高線描述法模型可以看作一系列逼近的嵌套多邊形，數(shù)字化的等高線在描述坡度陰影或三維著色圖時(shí)顯得無(wú)能為力，所以通常將它轉(zhuǎn)化為規(guī)則格網(wǎng)或不規(guī)則三角網(wǎng)。