數(shù)字高程復(fù)習(xí)整理資料

1、1.1地形的表達(dá)方式：數(shù)學(xué)方式全局： 傅里葉級(jí)數(shù); 多項(xiàng)式函數(shù)局部： 規(guī)則的分塊函數(shù); 不規(guī)則的分塊函數(shù)圖像方式：點(diǎn)方式：規(guī)則（密度一致，密度可變）; 不規(guī)則（二角網(wǎng)，鄰近網(wǎng)）; 典型特征（山峰、洼坑、隘口、邊界等）線方式： 剖面線; 等高線; 特征線（山脊線、谷地線、海岸線、坡度變化線等）其他方式：繪畫、影像等1.2模型是指用來(lái)表現(xiàn)其他事物的一個(gè)對(duì)象或概念，是按比例縮減并轉(zhuǎn)變到我們能夠理解的形式的事物本體。概念模型; 物質(zhì)模型; 數(shù)學(xué)模型（函數(shù)模型和隨機(jī)模型）數(shù)字地面模型（DTM）：采用數(shù)據(jù)來(lái)表達(dá)地形表面數(shù)字地面模型是利用一個(gè)任意坐標(biāo)場(chǎng)中大量選擇的已知X,Y,Z的坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)連續(xù)地面的一個(gè)簡(jiǎn)單的

2、統(tǒng)計(jì)表示，或者說(shuō)，DTM就是地形表面簡(jiǎn)單的數(shù)字表示地面特性信息類型：（1）地貌信息，如高程、坡度、坡向、坡面形態(tài)以及其他描述地表起伏情況的更為復(fù)雜的地貌因子；（2）基本地物信息，如水系、交通網(wǎng)、居民點(diǎn)和工礦企業(yè)及境界線等；（3）主要的自然資源和環(huán)境信息，如土壤、植被、地質(zhì)、氣候等；（4）主要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息，如人口分布、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值和國(guó)民收入等。遵從的基本原則：所有這些數(shù)字地面模型所包含的任何一個(gè)可轉(zhuǎn)換為數(shù)字的地面特性數(shù)據(jù)，都與特定的二維地理坐標(biāo)值相結(jié)合。1.3DEM是DTM中最基本部分，它是對(duì)地球表面地形地貌的一種離散的數(shù)字表達(dá)數(shù)字高程模型是對(duì)二維地理空間上具有連續(xù)變化特征地理現(xiàn)象的模型化表達(dá)和

3、過(guò)程模擬，英文名稱為DEM。簡(jiǎn)單地說(shuō)，空間起伏連續(xù)變化現(xiàn)象的數(shù)字化表示和分析工具的集合。 數(shù)字高程模型的特點(diǎn)（1）多種形式；（2）精度不會(huì)損失；（3）自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化；（4）多比例尺數(shù)字高程模型的分類根據(jù)大小和覆蓋范圍可將其簡(jiǎn)單分為三種：（1）局部的DEMs（local）：待建模的區(qū)域非常復(fù)雜。（2）全局的DEMs（global）：包含大量的數(shù)據(jù)并覆蓋一個(gè)很大的區(qū)域，具有簡(jiǎn)單、規(guī)則的地形特征。（3） 地區(qū)的DEMs（regional）：界于全局和局部之間。根據(jù)模型的連續(xù)性分為三類：（1）不連續(xù)的DEMs（discontinuous）：每個(gè)測(cè)點(diǎn)的高程都代表了其鄰域范圍內(nèi)的值。（2）連續(xù)的DEMs（

4、continuous）：每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表的只是連續(xù)表面上的一個(gè)采樣值，表面的一階導(dǎo)數(shù)可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的。（3）光滑的DEMs（smooth）：一階導(dǎo)數(shù)或更高階導(dǎo)數(shù)連續(xù)的表面。模型表面不必經(jīng)過(guò)所有原始觀測(cè)點(diǎn)，待構(gòu)建的表面應(yīng)該比原始觀測(cè)數(shù)據(jù)所反映的變化要平滑的多。2.1 DEM數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量：利用帶自動(dòng)記錄裝置的立體測(cè)圖儀或立體坐標(biāo)儀、解析測(cè)圖儀及數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)行人工、半自動(dòng)或全自動(dòng)的量測(cè)。其原理是在攝影圖的基礎(chǔ)上利用測(cè)圖儀進(jìn)行測(cè)量。 現(xiàn)有地圖數(shù)字化：對(duì)已有地圖上的信息(如等高線)進(jìn)行數(shù)字化。地面測(cè)量：利用自動(dòng)記錄的測(cè)距經(jīng)緯儀在野外實(shí)地測(cè)量。空間傳感器：利用GPS，結(jié)合雷達(dá)和

5、激光測(cè)高儀采集數(shù)據(jù)。2.2 地面形狀的幾何特征分布在地形表面上的點(diǎn)和線具有不同的地形信息，一般分為特征要素和非特征要素兩類。 特征要素包括地形特征點(diǎn)和特征線，特征點(diǎn)如山頂、洼地、鞍部、三角點(diǎn)、山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)等，特征線包括山脊線、山谷線、各種斷裂線（陡坎、海岸線、水涯線等）。 非特征要素是分布在各個(gè)地形單元上的點(diǎn)和線，是為滿足采樣點(diǎn)密度而加測(cè)的點(diǎn)，這些點(diǎn)線主要是用來(lái)輔助地形重建。坡度變化點(diǎn)：在地形坡面上反映了地形的坡度變化趨勢(shì)。方向變化點(diǎn)：在平面上刻畫著地形特征線的走勢(shì)變化。圖2.1 地形結(jié)構(gòu)特征（實(shí)線為山脊線，虛線為山谷線，三角形表示山頂，小圓為鞍部，正方形為坡度變化點(diǎn)和方向變化點(diǎn)。）2.3

6、地形曲 面的基本參數(shù) 高程：地面點(diǎn)沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面（我國(guó)為黃海海平面，稱1985黃海高程基準(zhǔn)）的距離。在地形模型上，除了采樣點(diǎn)和格網(wǎng)點(diǎn)的高程值可直接獲取外，其他任意點(diǎn)的高程要通過(guò)內(nèi)插的方法得到。 高差：地面兩點(diǎn)距離的高程之差，并且任意兩點(diǎn)之間的高差與起算面無(wú)關(guān)。高程分布曲線：又稱高程面積曲線或高程面積頻率曲線，是以某一區(qū)域的高程和該高程以上（或以下）面積的百分比或頻率為縱、橫坐標(biāo)軸所繪制的統(tǒng)計(jì)圖，是一條累積曲線。距離：勻質(zhì)空間距離；非勻質(zhì)空間距離。2. .4數(shù)據(jù)采樣策略（1）沿等高線采樣：在地形復(fù)雜及陡峭地區(qū)，可采用該方法；在平坦地區(qū)，不適宜采用該方法。（2）規(guī)則格網(wǎng)采樣：所采集數(shù)據(jù)的平面

7、坐標(biāo)具有規(guī)則的格網(wǎng)形式。通過(guò)規(guī)定X和Y軸方向的間距來(lái)形成平面格網(wǎng)。量測(cè)點(diǎn)在格網(wǎng)的兩個(gè)方向上都規(guī)則采樣。（3）剖面法：只沿剖面方法采樣。（4）漸進(jìn)采樣：小區(qū)域的格網(wǎng)間距逐漸改變，而采樣也由粗到精的逐漸進(jìn)行。（5）選擇性采樣：為了準(zhǔn)確反映地形，可根據(jù)地形特征進(jìn)行選擇性采樣。這種方法并不常見。（6）混合采樣：將選擇采樣與規(guī)則格網(wǎng)采樣相結(jié)合或者選擇采樣與漸進(jìn)采樣相結(jié)合的采樣方法。3.1 DEM的數(shù)據(jù)來(lái)源影像;航空;航天航天：傳統(tǒng)的立體掃描儀，精度低，適合小比例尺DEM高分辨率影像、SAR技術(shù)、激光掃描技術(shù)等，3.2 地形圖現(xiàn)勢(shì)性問題，地表變化快，無(wú)法及時(shí)更新。精度問題，與比例尺有關(guān)。3.3 地面本身及

8、其他數(shù)據(jù)源地面直接采集，精度高但適合小范圍。 氣壓測(cè)高法、水文站、氣象站、地質(zhì)勘探和重力測(cè)量等，范圍大，精度低。4.1 內(nèi)插與表面建模DEM建?？梢允褂靡粋€(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)來(lái)對(duì)地表進(jìn)行表示。這樣的數(shù)學(xué)函數(shù)通常被成為是內(nèi)插函數(shù)。當(dāng)DEM表面建模完成后，模型上任一點(diǎn)的高程信息就可以從DEM表面中獲得。DEM內(nèi)插：估計(jì)一個(gè)新點(diǎn)高程的整個(gè)過(guò)程，這個(gè)新點(diǎn)可能隨后被用于表面建模。DEM表面重建：重建表面的實(shí)際過(guò)程，這個(gè)過(guò)程或許并不包含內(nèi)插的計(jì)算。4.2.1 表面建模與DEM網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)指的是表面建模時(shí)的一種有特定結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)類型。網(wǎng)絡(luò)更多涉及數(shù)據(jù)點(diǎn)在位置意義上的相互關(guān)系，而不一定涉及高程。DEM表面根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建立，

9、包含一系列一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)或不連續(xù)的子面，這是網(wǎng)絡(luò)與DEM表面之間的主要區(qū)別。從網(wǎng)絡(luò)的形式看，表面建模四種主要的方法：基于點(diǎn)的建模方法；基于三角形的建模方法；基于格網(wǎng)的建模方法；混合方法。從建立DTM表面時(shí)的數(shù)據(jù)來(lái)源分：根據(jù)高程量測(cè)數(shù)據(jù)直接建立；根據(jù)派生數(shù)據(jù)間接建立。（首先根據(jù)原始測(cè)量數(shù)據(jù)內(nèi)插高程點(diǎn)，然后建立DEM表面）4.2.2 基于點(diǎn)的表面建模假如使用單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)建立的平面表示此點(diǎn)周圍的一小塊區(qū)域（在地理分析領(lǐng)域也稱為該點(diǎn)的影響區(qū)域），則整個(gè)DEM表面可由一系列相鄰的不連續(xù)表面構(gòu)成。4.2.3 基于三角形的表面建模分析多項(xiàng)式的前三項(xiàng)（兩個(gè)一次項(xiàng)和一個(gè)零次項(xiàng)），生成一個(gè)平面，最少需要三個(gè)點(diǎn)（三維空

10、間中的三個(gè)點(diǎn)）。這三個(gè)點(diǎn)可構(gòu)成一平面三角形，從而決定了一傾斜的表面。如果每個(gè)三角形多代表的平面只用于代表三角形所覆蓋的區(qū)域，則整個(gè)DEM表面可由一系列相互連接的相鄰三角形組成。-基于三角形的表面建模。（圖1.3.2b）三角形被認(rèn)為所有圖像中最基本的單元。有時(shí)候會(huì)使用高于一次的多項(xiàng)式，在這種情況下形成的三角形已不是平面的三角形，而可能是一曲面。4.2.4 基于格網(wǎng)的表面建模通用多項(xiàng)式中的前三項(xiàng)與a3XY項(xiàng)一起使用的話，則至少需要4個(gè)點(diǎn)以確定一個(gè)表面。雙線性表面。最終表面將包含一系列鄰接的雙線性表面。（圖1.3.2a）基于格網(wǎng)的建模常用于處理覆蓋平緩地區(qū)的全局?jǐn)?shù)據(jù)。4.3 .1三角網(wǎng)的基本概念及生

11、產(chǎn)方法不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN-Triangulated Irregular Network）通過(guò)從不規(guī)則分布的數(shù)據(jù)點(diǎn)生成的連續(xù)三角面來(lái)逼近地形表面。 TIN能以不同層次的分辨率來(lái)描述地形表面。 與格網(wǎng)數(shù)據(jù)相比，能在某一特定的分辨率下，用更少的空間和時(shí)間更精確地表示更加復(fù)雜的表面。TIN模型的基本要求：TIN是唯一的；力求最佳的三角形幾何形狀，每個(gè)三角形盡量接近等邊形狀；保證最鄰近的點(diǎn)構(gòu)成三角形，即三角形邊長(zhǎng)之和最小。狄洛尼（Delaunay）三角網(wǎng)在地形擬合方面表現(xiàn)最為出色。當(dāng)不相交的斷裂線等被作為預(yù)先定義的限制條件作用于TIN的生成當(dāng)中時(shí)，則必須考慮帶約束條件的狄洛尼三角網(wǎng)。4.3.2 狄洛尼

12、三角網(wǎng)的定義與基本特性（1）標(biāo)準(zhǔn)（不帶約束條件）狄洛尼三角網(wǎng)狄洛尼三角網(wǎng)由對(duì)應(yīng)Voronoi多邊形共邊的點(diǎn)連接而成。狄洛尼三角形由三個(gè)相鄰點(diǎn)連接而成，這三個(gè)相鄰點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Voronoi多邊形有一個(gè)公共的頂點(diǎn)，次頂點(diǎn)同時(shí)也是狄洛尼三角形外接圓的圓心。狄洛尼三角網(wǎng)定義：狄洛尼三角網(wǎng)為相互鄰接且互不重疊的三角形的集合，每一個(gè)三角形的外接圓內(nèi)不包含其他的點(diǎn)?？?qǐng)A法則（狄洛尼法則）：狄洛尼三角形外接圓內(nèi)不包含其他點(diǎn)的特性，被用作從一系列不重合的平面點(diǎn)建立狄洛尼三角網(wǎng)的基本法則。只要不超過(guò)三個(gè)鄰域點(diǎn)在歐幾里得平面上共圓，則狄洛尼三角網(wǎng)總是惟一的帶約束條件的Delaunay法則：只有當(dāng)三角形外接圓內(nèi)不包含任何

13、其他點(diǎn)，其三個(gè)頂點(diǎn)相互通視時(shí)，此三角形才是一個(gè)帶約束條件的Delaunay三角形。帶約束條件的Delaunay Lawson LOP交換：只有在帶約束條件的Delaunay法則滿足的條件下，由兩相鄰三角形組成的凸四邊形的局部最佳對(duì)角線（Locally Optimal Diagonal）才被選取。（2） 選擇VIPs方式這種方式的本質(zhì)是根據(jù)一定的法則，通過(guò)選擇表示地形曲面的“重要”的點(diǎn)，或者移去表示曲面“不重要”的點(diǎn)，建立TIN模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。兩個(gè)關(guān)鍵步驟：確定格網(wǎng)高程點(diǎn)對(duì)于地形模型是否“重要”，或者格網(wǎng)高程點(diǎn)對(duì)于表達(dá)地形模型特征的程度。（全局方法；局部方法）確定終止判斷的條件。（達(dá)到預(yù)設(shè)的格網(wǎng)點(diǎn)

14、數(shù)；達(dá)到預(yù)設(shè)的精度。）常見的VIPs選擇的方法有：( 詳見書本69頁(yè))其中迭代貪婪插入法?；静襟E如下：對(duì)DEM的邊界上所有的點(diǎn)組成的多邊形進(jìn)行狄洛尼構(gòu)網(wǎng)。計(jì)算出每個(gè)三角形內(nèi)所包含的格網(wǎng)點(diǎn)中與該三角形面距離（絕對(duì)值）最大的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，記為該三角形的“候選點(diǎn)”。比較所有三角形“候選點(diǎn)”的高差，將高差最大的點(diǎn)插入三角形。用狄洛尼三角形法則重新構(gòu)網(wǎng)，得到新的三角形，刪除被改變的三角形，并分別計(jì)算新三角形的“候選點(diǎn)”。重復(fù)b),c)直到滿足終止條件。4.4.1.泰森多邊形及其特性（1） 泰森多邊形的定義：將所有相鄰氣象站連成一個(gè)三角形，作三角形各邊的垂直平分線，每個(gè)氣象站周圍的若干垂直平分線便圍成一個(gè)多邊

15、形，用這個(gè)多邊形所包含的唯一一個(gè)氣象站的降雨強(qiáng)度來(lái)表示這個(gè)多邊形區(qū)域內(nèi)的降雨強(qiáng)度，該多邊形稱為泰森多邊形（Thiessen polygons,又稱Voronoi多邊形）。根據(jù)有限的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)生成多個(gè)面區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)只包含一個(gè)采樣點(diǎn)，其各個(gè)面區(qū)域到其內(nèi)采樣點(diǎn)的距離小于任何到其它采樣點(diǎn)的距離，那么該區(qū)域內(nèi)其它未知點(diǎn)的最佳值就由該區(qū)域內(nèi)的采樣點(diǎn)決定，該方法用于鄰域分析。 泰森多邊形是對(duì)一個(gè)平面的劃分，在泰森多邊形Ti中，任意一個(gè)內(nèi)點(diǎn)到該泰森多邊形的發(fā)生點(diǎn)Pi的距離都小于該點(diǎn)到他任何發(fā)生點(diǎn)Pj的距離。泰森多邊形也可理解為對(duì)空間的一種內(nèi)插方式，空間中的任何一個(gè)未知點(diǎn)的值都可以用距離它最近的已知采樣點(diǎn)的

16、值來(lái)代替。（2）泰森多邊形的特性及應(yīng)用 每個(gè)泰森多邊形僅含有一個(gè)控制點(diǎn)數(shù)據(jù)；泰森多邊形內(nèi)的點(diǎn)到相應(yīng)控制點(diǎn)的距離最近；位于泰森多邊形邊上的點(diǎn)到其兩邊控制點(diǎn)的距離相等；若泰森多邊形是n邊形，則與n個(gè)離散點(diǎn)相鄰。 泰森多邊形可用于定性分析、統(tǒng)計(jì)分析、鄰近分析等。例如，可以用離散點(diǎn)的性質(zhì)來(lái)描述泰森多邊形區(qū)域的性質(zhì)；判斷一個(gè)離散點(diǎn)與其它哪些離散點(diǎn)相鄰時(shí)，可根據(jù)泰森多邊形直接得出，若泰森多邊形是n邊形，則就與n個(gè)離散點(diǎn)相鄰；當(dāng)某一數(shù)據(jù)點(diǎn)落入某一泰森多邊形中時(shí)，它與相應(yīng)的離散點(diǎn)最鄰近，無(wú)需計(jì)算距離。 4.4.2. Delaunay三角網(wǎng)的構(gòu)建 Delaunay三角網(wǎng)是由與相鄰泰森多邊形共享一條邊的相關(guān)點(diǎn)連接

17、而成的三角網(wǎng)，它與泰森多邊形是對(duì)偶關(guān)系。在泰森多邊形的建立過(guò)程中，關(guān)鍵的一步是Delaunay三角網(wǎng)的生成。凸包插值算法（在4.5內(nèi)容中介紹）4.4.3.泰森多邊形的建立（1）泰森多邊形建立過(guò)程1）建立Delaunay三角網(wǎng)，對(duì)離散點(diǎn)和形成的三角形進(jìn)行編號(hào)，并記錄每個(gè)三角形是由哪三個(gè)離散點(diǎn)構(gòu)成的；2）找出與每個(gè)離散點(diǎn)相鄰的所有三角形的編號(hào)，并記錄下來(lái)；3）將與每個(gè)離散點(diǎn)相鄰的所有三角形按順時(shí)針或逆時(shí)針方向進(jìn)行排序；4）計(jì)算出每個(gè)三角形的外接圓圓心，并記錄下來(lái)；5）連接相鄰三角形的外接圓圓心，即可得到泰森多邊形。5 .1不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）生成的算法（1） 遞歸生長(zhǎng)算法1）在所有數(shù)據(jù)中任取一點(diǎn)

18、，查找距離此點(diǎn)最近的點(diǎn)2，相連后作為初始基線1-2；2）在初始基線右邊應(yīng)用Delaunay法則搜尋第三點(diǎn)3，形成第一個(gè)Delaunay三角形；3）并以2-3，3-1兩條新邊作為新的初始基線；4）重復(fù)步驟2）和3）。如果引入約束線段，則要在確定第三點(diǎn)時(shí)判斷想形成的三角形邊是否與約束線段交叉。（2）凸包插值算法包括以下三個(gè)步驟：1）凸包的生成求出離散點(diǎn)集中滿足min(x-y)、min(x+y)、max(x-y)、max(x+y)條件的四個(gè)點(diǎn)；求出的四個(gè)點(diǎn)是離散點(diǎn)集中與包含該離散點(diǎn)集的外接矩形的4個(gè)角點(diǎn)最為接近的點(diǎn)，將他們按逆時(shí)針方向組成一個(gè)鏈表，構(gòu)成初始凸包；設(shè)以凸包上相鄰兩點(diǎn)，計(jì)算連接兩點(diǎn)的矢量

19、線段右側(cè)的所有點(diǎn) 到該線段的距離，找出距離最大的一點(diǎn)；將該距離最大的點(diǎn)插入上述兩點(diǎn)之間；重復(fù)兩個(gè)步驟，直到點(diǎn)集中沒有在該線段右側(cè)的點(diǎn)為止；重復(fù)三個(gè)步驟，直到凸包中任意相鄰兩點(diǎn)連線的右側(cè)不存在離散點(diǎn)時(shí)，結(jié)束點(diǎn)集凸包求取過(guò)程。2條基線左邊的第三點(diǎn)；建立Delaunay三角形,將此三角形的所有邊添加到基線鏈表中.三角形的新邊確定方式:從基線邊的開始結(jié)點(diǎn)到第三點(diǎn),然后從第三點(diǎn)到基線的終止結(jié)點(diǎn).更新拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中邊與三角形的相鄰?fù)負(fù)潢P(guān)系.重復(fù)2-4以生成Delaunay三角網(wǎng),直至所有基線處理完畢.3）離散點(diǎn)內(nèi)插 在結(jié)束對(duì)凸包的三角剖分之后，對(duì)于那些不在凸包上的離散點(diǎn)，可以采取逐點(diǎn)內(nèi)插的方法進(jìn)行二次剖分

20、，基本過(guò)程如下：找出外接圓包含待插入點(diǎn)的所有三角形，構(gòu)成插入?yún)^(qū)域；刪除插入?yún)^(qū)域內(nèi)的三角形公共邊，形成由三角形頂點(diǎn)構(gòu)成的多邊形；將插入點(diǎn)與多邊形所有頂點(diǎn)相連，構(gòu)成新的Delaunay三角形；重復(fù)上述步驟，直到所有非凸殼離散點(diǎn)都插入完為止，結(jié)束離散點(diǎn)內(nèi)插。5.2 數(shù)據(jù)逐點(diǎn)插入法算法的基本思路是：先在包含所有數(shù)據(jù)點(diǎn)的一個(gè)多邊形中建立初始三角網(wǎng)，然后將余下的點(diǎn)逐一插入，用LOP算法確保其成為Delaunay三角網(wǎng)。本算法的基本步驟為：(1)定義一個(gè)包含所有數(shù)據(jù)點(diǎn)的初始多邊形；(2)在初始多邊形中建立初始三角網(wǎng)，然后迭代以下步驟，直至所有數(shù)據(jù)點(diǎn)被處理；(3)插入一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)P，在三角網(wǎng)中找出包含P點(diǎn)的三角

21、形，把P點(diǎn)與三角形的三個(gè)頂點(diǎn)相連，生成新的三角形；(4)用LOP算法優(yōu)化三角網(wǎng)。5.3.1 顧及線段約束的Delaunay三角網(wǎng)生成算法在動(dòng)態(tài)生產(chǎn)三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采樣兩步法實(shí)現(xiàn)CDT的建立：（1）將所有數(shù)據(jù)包括約束線段上的數(shù)據(jù)點(diǎn)，建立標(biāo)準(zhǔn)的Delaunay三角網(wǎng)。（2）嵌入線段約束，根據(jù)對(duì)角線交換法LOP調(diào)整每條線段影響區(qū)域內(nèi)的所有三角形。約束線段插入的步驟：在三角網(wǎng)中插入一約束線段；確定邊界與約束線段相交的三角形，如果兩個(gè)這樣的三角形有公共邊，則將此公共邊刪除，最后形成約束線段的影響多邊形；將影響多邊形其他各頂點(diǎn)與約束線段的起始節(jié)點(diǎn)相連； 應(yīng)用帶約束條件的LOP交換，更新影響多邊形內(nèi)的三角網(wǎng)

22、，使約束邊成為三角網(wǎng)中的一邊；重復(fù)步驟，直至所有約束線段都加入三角網(wǎng)中。5.3.2從等高線生成三角網(wǎng)等高線也可以作為約束線段。從等高線生成三角網(wǎng)一般有三種算法： 等高線離散點(diǎn)直接生成TIN（這種算法很少直接使用）； 將等高線作為特征線的方法； 自動(dòng)增加特征點(diǎn)及優(yōu)化TIN的方法。格網(wǎng)的基本概念與生成方法 從細(xì)格網(wǎng)到粗格網(wǎng)：重采樣取舍方法；內(nèi)插方法：最近點(diǎn)法；雙線性法；局部曲面法 從離散點(diǎn)生成格網(wǎng)直接用離散點(diǎn)來(lái)內(nèi)插格網(wǎng)點(diǎn)；經(jīng)由三角網(wǎng)內(nèi)插（用內(nèi)插點(diǎn)所在的斜面三角形來(lái)內(nèi)插該點(diǎn)的高程；有最鄰近內(nèi)插點(diǎn)的一串三角形來(lái)擬合一個(gè)曲面，然后由該曲面來(lái)內(nèi)插該點(diǎn)的高程）。從等高線生成格網(wǎng)（1） 等高線離散化法:將等高

23、線離散化后，采樣從隨機(jī)到柵格的轉(zhuǎn)換方法可形成格網(wǎng)DEM，這種方式很簡(jiǎn)單，思路直觀，但是沒有考慮等高線自身的特性，會(huì)出現(xiàn)一些異常情況。（2） 等高線直接內(nèi)插法 沿預(yù)定軸方向的等高線直接內(nèi)插方法。首先計(jì)算這些軸與相鄰等高線的交點(diǎn)，然后利用這些交點(diǎn)通過(guò)基于點(diǎn)的內(nèi)插方法完成內(nèi)插的過(guò)程。 沿內(nèi)插點(diǎn)最陡坡度的內(nèi)插。在這種方法中，相鄰等高線上沿最陡坡度上的兩點(diǎn)被首先搜索出來(lái)，然后根據(jù)這兩點(diǎn)線性內(nèi)插出格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的高程值。5.4 等高線構(gòu)建TIN法生產(chǎn)TIN后，則可使用隨機(jī)到柵格轉(zhuǎn)換方法由TIN進(jìn)行內(nèi)插快速生成格網(wǎng)DEM.6.1內(nèi)插方法的分類6.2 整體內(nèi)插 由研究區(qū)域內(nèi)所有采樣點(diǎn)的觀測(cè)值建立的。主要通過(guò)多項(xiàng)式函

24、數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，又稱整體函數(shù)法內(nèi)插。常被用于模擬大范圍的宏觀變化趨勢(shì)。取研究范圍內(nèi)不同平面位置的n個(gè)參考點(diǎn)三維坐標(biāo)，帶入方程內(nèi)，使n階線性方程組有唯一解。將待插點(diǎn)的坐標(biāo)代入上式，可得到待定點(diǎn)的高程值。6.3 分塊內(nèi)插分塊內(nèi)插是把參考空間分成若干塊，對(duì)各分塊使用不同的函數(shù)。要考慮各相鄰分塊函數(shù)間的連續(xù)問題。 線性內(nèi)插（重點(diǎn)介紹內(nèi)容）首先使用最靠近插值點(diǎn)的三個(gè)已知數(shù)據(jù)點(diǎn)確定一個(gè)平面，繼而求出內(nèi)插點(diǎn)的高程值的方法。 根據(jù)已知三個(gè)參考點(diǎn)A,B,C雙線性內(nèi)插 p點(diǎn)高程值：6.4 逐點(diǎn)內(nèi)插法逐點(diǎn)內(nèi)插法是以待插點(diǎn)為中心，定義一個(gè)局部函數(shù)去擬合周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)，數(shù)據(jù)點(diǎn)的范圍隨待插點(diǎn)位置的變化而移動(dòng)，又稱移動(dòng)曲面法。6.5關(guān)于內(nèi)插方法的探討 大范圍地形比較復(fù)雜，因此一般不采樣整體內(nèi)插法。 分塊內(nèi)插能夠較好的保留地物細(xì)節(jié)，并通過(guò)塊間重疊保持了內(nèi)插面的連續(xù)性，是應(yīng)用中