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1、一种快速生成算法王永明林行刚第二炮兵第三研究所北京清华大学电子工程系北京仪幻摘要数字高程模型司在地理信息系统巧中有着广泛的应。,、、、面表,用它是生成三维立体地貌计算地面距离坡度土方积等的基础数据模型也是巡航。飞行器地形相关匹配的基础数据本文首先提出了一种由离散无序数据快速生成的方法,、。。着重讨论了数据分块技术分块搜索技术同时还给出了一种启发式自适应分块方法最。后报告了笔者用该方法生成的实验结果,功叭,,,。关键词数字高程模型图格网化数据分块搜索赶汀汀叨翻协如兽五嗯￡山配份,吸几诫加‘以从止怂勺及咖
2、田留朗月在矛冷口“占级理刁交乃动笔,‘口乙如灿州,。伽栩沙吹乃臼妙勿及如喀火巧娜枉,记杭妙卿兀丽,曲叮璐耽“罗别司沈血而列,初园叩即戏冲卿嗯毗糊、场即,找犯,功,,怕况,界阳以人犷二二一、引言。数字高程模型实际上就是一个存放地表高度数据的二维阵列生成的过程就是在一,,,,生,矩形区域上在宽度和长度两个方向上用一定距离间隔绘上横竖直线成一格网然后通过某种算法,利用。,已有的离散高程采样数据计算每个格网节点的高度值所以生成。,,、。本文卯年月「收到王永明高工主要研究地理信息系统地图的自动输人和军用电子地图
3、的生成,,、。林行刚,教授博仁要研究模式识别图象处理和地理信息系统导‘‘©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net。、、的过程也叫做格网化过程离散的高程采样数据一般通过实地测量高度表测量卫片或航片,,立体成象判读在地图上用手扶数字化仪输人或通过光学描扫设备将地图输人计算机然后跟。。踪提取等高线等方法获取无论用哪种方法获取的采样数据都是离散无序的由于数据的无、,
4、,序随机分布如果利用这些采样数据来求得任意给定点高程时不得不在整个数据空间去搜。,,索该点附近的采样数据如果事先已生成了格网数据只要求出该点所在的格网然后利用构。成该格网的四个节点的高度值就可求出该点的高度、,将无序随机分布的离散采样数据生成后对于计算所有与高程有关的数据都将比,、、、。,较容易如计算坡面坡度坡面坡向水系密度地形断面特征等同时由可生成任意等。,,高距的等高线图从理论上讲如果生成的有足够的精度保证那么只要保留数据,。就足够了而无须再保留等高线数据二、生成原理、,,由于高程采样数据是离散随
5、机分布的所以任意点的高程值不可能直接得到只有根据该,。,点周围已知的高程采样数据利用插值得到插值方法有多种其中距离加权法是较常用的。。,。,一种距离加权方法是仿照质点系引力场原理设计的如图示设格网结点周围有个,。,,,⋯,。,,,,,。。数据高程值为它们到戈点的距离为⋯戈点的高程值受到凡的,。,,,⋯,‘。点程值的影响其程度分别与成反比即·介月一已功二倒习凡一,。设那末为图格网节点周围数据平。习几二。、艺,。,几“‘·其中为加权系数显然属,。,口。为了限制凡点周围的数据数量一般以点为中心划定一圆形或矩
6、形区域窗凡。落人圆内或矩形域内的点则进人式的计算“”,但这种方法容易引起数据的跑偏即在矩形或圆形区域内的某一象限无数据或数据数量不等,致使影响的精度。最近文献〔提出了利用,图生成的方法。该方,。法的核心是利用离散数据生成三角形进而生成图川图为三角。形和相应的多边形现假设在任意一个多边形内有一插值点。,。,。,。为待插值的未知高程。,,,,,,,,值和尸了为相邻多边形的叮三角形顶点如图中的,,,点这样便构成一个新的平面三角形将与所有相邻多边形的三角形顶,。,。,。。。,。,。点连成三角形平面于是便形成一
7、个以为公用顶点的多棱锥由·,©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net,,,,,,,了,和,构成的平面法线矢量为二,’勒十飞二而,’‘毛·产、了、几‘了了、了二毛一其中二一,为一·二二一二一戈,一二戈一戈。··。二、一二。了一一一。知、一。,将上述矢量转变成单位矢量并求所有单位矢量的平均矢量得,二’。,二‘。,二从凡从,,,二””二二交其中客今客今习立君亩二二
8、“”,根据有限元中的最小曲率原则任意一个三角形平面的单位矢量与平均矢量之差的平方和。应达到最小这样便得、生生二一衬’‘“,‘华按照公式和计算出每个格网节点的,,‘、。值就形成了数字地形模型用一二维阵列表示,将的格网数据用个三维梯形柱表示便。就生成了三维立体地貌图图侧阴三角‘和—加图一三、问题的引出。,。,,,,,,现有离散采样点集凡假设有一矩形区域川将其划分成个格网,,。,为离散点的总数如果按照式来进行盲目搜索求得每个格网节点的高程都需,。,比要遍历点集
