数字高程模型之表面建模精品.ppt

重要点（VIP，Very Important Point）是通过3*3的模板来确定的，根据八邻点的高程值决定模板中心是否为重要点。 格网点的重要性是通过它的高程值与8邻点高程的内插值进行比较，当差分超过某个阈值的格网点保留下来。被保留的点作为三角网顶点生成Delaunay三角网。 如图9-8所示，由3*3的模板得到中心点P和8邻点的高程值，计算中心点P到直线AE，CG，BF，DH的距离，图右图表示，再计算4个距离的平均值。如果平均值超过阈值，P点为重要点，则保留，否则去除P点。 VIPS法—启发丢弃法（DH—DROP HEURISTIC） 该方法将重要点的选择作为一个优化问题进行处理。算法是给定一个格网DEM和转换后TIN中节点的数量限制，寻求一个TIN与规则格网DEM的最佳拟合。首先输入整个格网DEM，迭代进行计算，逐渐将那些不太重要的点删除，处理过程直到满足数量限制条件或满足一定精度为止。 DH方法转换格网DEM成TIN （左图虚线为以O为中心的Delaunay三角形，实线为新生成的Delaunay三角形； 右图为高差的计算[注意：此图描述了三维空间]） 1）算法的输入是TIN，每次去掉一个节点进行迭代，得到节点越来越少的TIN。很显然，可以将格网DEM作为输入，此时所有格网点视为TIN的节点，其方法是将格网中4个节点的其中两个相对节点连接起来，这样将每个格网剖分成两个三角形。 2）取TIN的一个节点O及与其相邻的其它节点，如图9-9所示，O的邻点（称Delaunay邻接点）为A，B，C，D，使用Delaunay三角构造算法，将O的邻点进行Delaunay三角形重构，图9-9中实线所示。 3）判断该节点O位于哪个新生成的Delaunay三角形中，如图9-9为三角形BCE。计算O点的高程和过O点与三角形BCE交点O’的高程差d。若高程差d大于阈值de，则O点为重要点，保留，否则，可删除。de为阈值。 4）对TIN中所有的节点，重复进行上述判断过程。 5）直到TIN中所有的节点满足条件dde，结束。 该方法将重要点的选择作为一个优化问题进行处理。算法是给定一个格网DEM和转换后TIN中节点的数量限制，寻求一个TIN与规则格网DEM的最佳拟合。首先输入整个格网DEM，迭代进行计算，逐渐将那些不太重要的点删除，处理过程直到满足数量限制条件或满足一定精度为止。 两种方法相比较 两种方法相比较[Lee，1991] VIP方法在保留关键网格点方面（顶点、凹点）最好； DH方法在每次丢弃数据点时确保信息丢失最少，但要求计算量大。各种方法各有利弊，实际应用中根据不同的需要，如检测极值点，高效存储，最小误差，可以选择使用不同的方法。 4.3.3 从混合数据生成三角网 混合数据是链状数据（即断裂线、结构线与河流线等）与根据规则格网采样或渐进采样获取的格网数据结合后形成的一种数据。 图4.3.7 根据混合数据建立三角网 4.4格网的基本概念与生成方法 规则DEM建立的基本思路 4.4格网的基本概念与生成方法 在DEM文献中，对从任何非格网数据形成格网网络的过程称从随机到栅格的内插。 从随机到栅格的内插方法一般有三种： 基于点的方法 基于面片的方法 基于全局的方法。 4.4.1 从细格网到粗格网：重采样 通过重采样，从细格网数据中获得粗格网的数据。最简单的取舍方法是从细格网数据中选取一些点，以形成所需的粗格网。 (a) 新格网间距是细格网的倍数 (b) 新格网间距是旧格网的?2倍 图4.4.1 从细格网到粗格网重采样: 简单的取舍 4.4.1 从细格网到粗格网：重采样 内插新格网点的方法： 最近点法 双线性法 局部曲面法 (a) 从3m格网到5m格网 图4.4.2 从粗格网到细格网重采样：通过内插 4.4.2 从离散点生成格网 从离散点到格网点有两种方法，一种是直接用离散点来内插格网点；另一种是经由三角网来内插格网点。 (a) 直接内插 （b）经由三角网内插 图4.4.3 从（随机）离散点生成格网 4.4.2 从离散点生成格网 直接内插法 逐点法：对每一内插点都建立自己的一个内插模型来进行内插。这个模型由内插点周围的已知点来建立。常用的方法有加权平均法和移动拟合法。 局部法：在一个局部的小范围内建立一个表面模型，然后在这个局部范围的内插点都由这个模型来内插。 全局法：在整个范围内，用所有的已知点来建立一个模型，然后，所有的格网点都由这个模型内插而得。 4.4.2 从离散点生成格网 经由三角网来内插格网点 用内插点所在的斜面三角形来内插该点的高程 由最邻近内插点的一串三角形来拟合一个曲面，然后由该曲面来求内