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1、2006年6月西安电子科技大学学报(自然科学版)Jun.2006第33卷第3期JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYVol.33No.3数字地面模型的建立与应用刘南艳,翟玲(西安科技大学计算机系,陕西西安710054)摘要:通过阐述数字高程模型(DEM)的一般概念,研究了DEM的建立过程,还对DEM的数据采集过程和数据结构作了详细的阐述,研制开发了DEM在实际工程中应用的多项功能软件,包括简单的土方量的计算、绘制剖面图、绘制三维格网图、计算表面积并对坡度的表面积进行统计等,给出了利用OpenGL绘制三维格网图和坡度的表面积统计.关键词:O
2、penGL;剖面图;土方量;表面积;数字高程模型中图分类号:P208文献标识码:A文章编号:100122400(2006)0320500204StudyoftheconstructionandapplicationoftheDEMLIUNan2yan,ZHAILing(Xi′anTechnicalUniversity,Xi′an710054,China)Abstract:ThepaperputsforwardthegeneralconceptofDEMfirst,andthenstudiesthebuildingprocessofDEM,dataco
3、llectingprocessofDEManddataconstructingprocessofDEM.Finally,theuseofDEMinarealengineeringprojectisexplained,includingdrawingthesectionaldrawing,computingtheeasycubicmeteoftheearth,thestatisticsofsurfaceareainslope,drawingthegirdmapofthreedimensionsandcomputingthesurfacearea,wit
4、hthepapermainlyintroducingthedrawingofthegridmapofthreedimensionsandthestatisticsofthesurfaceareaoftheslopeusingOpenGL.KeyWords:OpenGL;sectionaldrawing;cubicmeteofearth;surfacearea;digitalelevationmodel数字地形模拟是针对地形地貌的一种数字建模过程,这种建模的结果通常就是一个数字高程模型(DEM).自从20世纪50年代后期开始采用以来,DEM受到了极大的
5、关注,并在测绘、土木工程、地质、矿山工程、景观建筑、道路设计、防洪、农业、规划、军事工程等领域得到了广泛的应用.随着科学技术特别是计算机技术的发展,在DEM的数据获取方法、数据存储和处理速度等方面已经取得了很大的进步.数字地形模拟已经成为地球空间科学的重要的分支之一.为了推动DEM的发展,有必要对DEM理论进行进一步的阐述,并开发出生成DEM的其运用的一套软件.1数字高程模型的建立111利用数字摄影测量方法进行DEM数据采集方式这也是数字摄影测量系统最主要的特征.自动采集方法按照像片上的规则格网、利用数字影像匹配进行[1]数据采集,可利用高程直接求解
6、的影像匹配方法,也可按照模型上的规则格网进行数据采集.但是在自动相关生成DEM时任意采集地貌特征点线,才能保证DEM的高保精度.特别是在平坦地区,森林覆盖的地区收稿日期:2005206201基金项目:陕西省自然科学基金资助项目(2005F13);陕西省教育厅资助项目(06JK248)作者简介:刘南艳(19662),女,讲师.第3期刘南艳等:数字地面模型的建立与应用501和房屋密集的城区,仍需要相当多的人工干预和编辑工作,否则,DEM的精度将难以保证.112利用不规则三角网建立DEM三角形DEM的建立应基于最佳三角形的条件,即应尽可能保证每个三角形是锐
7、角三角形或三边的长度尽可能近似相等,避免出现大的钝角和过小的锐角.以下介绍三角网生成法建立不规则三角网(TIN).11211三角网生长的算法⑴将原始数据分块,以便检索所处理三角形临近的点,而不必检索全部的数据点.⑵确定第一个三角形.从几个离散点中任选一个点A,通常可取数据文件中的第1个点或格网中左下角的第1个点,在其附近的一个点B作为三角形的第2个点.利用余弦定理计算第3个点C.222cos∠Ci=(ai+bi-c)/(2aibi),其中ai=BCi,bi=ACi,ci=ABi.若∠C=max{∠Ci},则C为三角形的第3个顶点.11212三角网中的
8、内插当不规则三角网建成后,可由不规则三角网求解该区域内任意一点的高程.TIN的内插法与矩形格网的内插的方法有
