chapter数字高程模型之表面建模实用.pptx

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1、空间的自相关性 概念：空间自相关性就是指在空间上越靠近的事物或现象就越相似空间自相关有三种类型：正相关、负相关和不相关 空间自相关性常常用来确定地形采样点对内插点的影响程度（反距离权内插中反距离权 ）第1页/共13页2 DEM 质量评价标准DEM 实际上是对地形曲面的一种逼近，如何一般从以下几个方面评价这种逼近呢保凸性：若逼近面与实际曲面的波动次数相等或接近，而且两者对应的脊线、谷线位置和走向基本一致，则保凸性好，反之保凸性差。逼真性：逼近面F(x,y)和实际地形曲面f(x,y)对应点之间应满足关系式：MAX|f(x,y)-F(x,y)|则认为逼近面达到逼真性要求。光滑性：光滑性是指曲线上切线

2、方向变化的连续性，或者说曲线上曲率的连续性。用用数学曲面来逼近（拟合或插值）实际曲面的质量 第2页/共13页因此，高质量的逼近曲面应该具有较好的保凸性和逼真性，如果实际曲面是光滑的，则逼近面也应该是光滑的。三方面相互独立又相互影响：曲面的逼真性与保凸性有关，保凸性显然会影响曲面的整体逼近性；而保凸性和光滑性常常矛盾，一个光滑性很好的逼近面可能保凸性较差。不同的应用领域对这些要求的重视程度也不一致，例如实际地形曲面一般是比较粗糙的，DEM 应首先满足保凸性和逼真性，而对于飞机、汽车等制造业而言，首先考虑的却是光滑性第3页/共13页3.2表面建模的基本概念 DEM是地形表面的“数学/数字模型”根据

3、不同数据集采用一个或多个“数学函数”表示，数学函数通常被认为是内插函数对地形表面进行表达的各种处理称为表面重建或表面建模，重建的表面即为DEM表面。因此：地形表面重建=DEM表面重建/表面生成第4页/共13页DEM内插与DEM表面重建概念的细微差别：内插：包括估计一个新点高程的整个过程，这个新点可能随后被用于表面重建表面重建：强调重建表面的实际过程，该过程可以不包括内插的计算。表面重建：强调“如何重建表面、哪类表面被建立或是否为一个连续表面”内插：包含表面重建以及从重建表面提取高程信息的过程，也包含从量测的数据点或规则格网中获取高程值并生成等高线的过程。内插的内容广泛！第5页/共13页3.2

4、表面建模的基本概念 1 内插与表面建模 1）内插函数：DEM是地形表面的一个数字模型，根据不同数据集的不同方式，DEM建模可以使用一个或多个数字函数来对地表进行表示。2）表面建模：对地形表面进行表达的各种处理可称为表面重建或表面建模，重建的表面通常可认为是DEM表面。第6页/共13页表面建模的各种方法简介 四种建模方法 基于点的建模方法point-based modelling基于三角形的建模方法triangle-based modelling基于格网的建模方法grid-based modelling混合方法a hybrid approach combining any two of thes

5、e第7页/共13页基于点的表面建模的特点：这种方法简单，只涉及独立的点，可用于处理所有类型的数据，难点在如何确定相邻点之间边界。但由于建立表面的不连续性，并不是一种真正实用的方法。第8页/共13页三角形表面建模的特点：可用于所有数据结构，不管数据是由选择采样、混合采样、规则采样、剖面采样还是等高线采样。三角形在形状、大小方面灵活，能容易地融合断裂线等特殊数据，又能生成线或其他任何数据（任意形状多边形可分为一系列三角形）对于三角形建模的方法有时会使用高于一次的多项式，形成的三角形不是平面，而是曲面三角形。第9页/共13页格网表面建模的特点：格网数据在数据处理上有很多优点，因此要根据规则格网和渐进

6、采样方法获取数据，或对数据进行从随机到格网内插的预处理。格网建模主要用于处理覆盖平缓地区的全局数据，对于具有陡峭斜坡和大量断裂线等的较破碎的地区，必须进行特殊处理（增加特征点、线或增大密度）。第10页/共13页4 混合式表面建模 网络：在地形建模领域通常对经某一特定几何结果构建而且用于表面建模的实际数据结构称为网络。DEM表面通常是由两种主要类型网络中的一种或两种构成：格网网络或三角形网络。混合建模方法：在建立DEM时，可以将格网网络分解成三角形网络，形成线性的连续表面，也可对不规则三角网经内插形成格网网络。第11页/共13页5 表面建模方法的选择从数据结构角度看：基于点的建模并不实用而混合表面也往往转换成三角形网络，因此三角形和格网建模是基本方法。从建立数字地形模型表面的数据来源看：根据高程量测（原始）数据直接建立：在数据为规则结构时使用规则格网网络或规则三角形网络，在数据随机分别是实用三角形或混合建模。根据派生数据间接建立：根据原始数据内插高程点，然后建立DEM。第12页/共13页感谢您的观赏！第13页/共13页