基于多层DEM的变形提取方法研究.pdf

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1、第1期矿山测量NO．120l1年2月MJNESURVEYIGFeb．201ldoi：10．3969／j．issn．1001—358X．20【1．0i．005基于多层DEM的变形提取方法研究杨铭，赵海峰。。裴亮(1．辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000；2．皖北煤电集团有限责任公司，安徽宿州234000)摘要：文中简单介绍了多层数字高程模型的含义、特点、表示方法及其发展与研究现状。其次，主要介绍了多层数字高程模型的数据获取和其数据结构。数据获取包括数据采集，多层DEM数据结构有离散点结构、规则格网结构、不

2、规则三角网结构、等高线结构和混合结构五种。最后介绍了多层数字高程模型(DEM)的构建、内插及其应用。构建多层DEM的方法有规则格网法(GRID)、不规则三角网法(TIN)和混合法(GRID一FIN)等；DEM内插主要有整体内插、分块内插和逐点内插三类。多层DEM主要应用于滑坡体的变形提取，为预测和防治滑坡灾害提供了必要参数。关键词：数字高程模型；内插；滑坡体；沉陷区中图分类号：P208文献标识码：B文章编号：1001—358X(2011)O1—0016一O2在滑坡或沉陷的研究中，对其变形的提取一般1．1多层数字高程模型的含

3、义只是建立在单层DEM的基础上进行分析，各个层的数字高程模型(DEM)是DTM的一个子集，是DEM之间相互独立，增加了变形提取的难度，多层DTM中最基本的部分，它是对地球表面地形地貌的DEM是针对变形提取的一种新型数字建模过程，这一种离散的数字表达，DEM是表示区域D上三维向种建模的结果就是多层数字高程模型(多层DEM)，量有限序列，用函数的形式描述为：Vi=(，yl，Z)它的数据结构有着明显的不同，具有时间维属性，这(i=1，2，3⋯，n)，式中，，是平面坐标，z是(置，)对应的高程，当该序列中各平面向量的平面位置种属性

4、是区别不同层DEM的依据，多层DEM体现呈规则格网排列时，其平面坐标可省略，此时DEM了数据一体化的发展趋势，便于数据存储与调用，将就简化为一维向量序列{Z，=1，2，3⋯n{。广泛用于地质沉陷和滑坡体变形提取的研究中。多层DEM是以单层数字高程模型为基础，是对在地形表达方法上，多层数字地面模型是最直单层DEM的拓展与研究，在原有三维坐标属性中添观、最精确可靠的表达方式，它是对某一种或多种地加时间维属性，时间维格式为年，月，El，时结构，将面特性空间分布的数字描述的模拟，从最一般的形这种格式添加到数据的链表结构中进行存储，

5、以区式上看，多层数字地面模型包括平面和地形起伏两分不同层面的数据，为建立多层DEM提供依据。种数据，并且从其本身导出的数据如坡度、坡向、可1．2多层DEM的特点视性等也包含在其中。多层数字地面模型作为地形与传统的单层DEM比较，多层DEM作为地形表面的一种新的数字表达形式具有容易以多种形式表面的一种新的数字表达形式有如下特点：显示地形信息以及精度不会损失、容易实现自动化、(1)容易以多种形式多层面地显示地形信息。实时化等特点，但单层的数字高程模型对高程的提地形数据经过计算机处理后，产生多种比例尺的地取研究很麻烦，对于单层D

6、EM高程提取(例如滑坡形图、纵横断面图和多层立体图。体变形前后)首先建立前期的DEM，然后选择一点(2)变形提取容易，只要内插一个点就可以提取进行内插计算出此点的高程，再根据后期所建立的任一时间维(任一时问间隔)的变形量，而单层DEMDEM进行内插同理算出变形后的高程，进而得出变则要分别在不同的DEM上进行内插操作，提取变形形前后的高程变化。但由于数据量过大并且不利于困难，并且数据繁多，不易于统一管理。统一管理，对变形提取的研究带来很大不便，为此需(3)容易实现自动化、实时化。要建立一个多层的数字高程模型。2多层DEM的数

7、据结构1多层数字高程模型概述数据结构研究的是数据的逻辑关系和数据表l6第1期杨铭等：基于多层DEM的变形提取方法研究2011年2月示。它的抽象定义为：数据结构B是一个二元组B表2三角形连接表=(E，R)，其中E是实体或称节点的有限集合，R是集合E上关系的有限集合。两者的有机结合就是数据结构。2．1多层DEM数据组织单层DEM是建立多层DEM的基础，多层DEM表1、表2完整地表达。TTIN最基本的几何信主要研究的是数据的组织和存储结构，对多层不规息。当然，根据数据编辑于快速检索的需要，在该链则三角网：若将按地形特征采集的点根

8、据一定规则表结构基础上还可以增加描述三角形之间邻接关系连接成覆盖整个区域且互不重叠的不同层面的许多以及参考点不同特性的信息。三角形，构成一个多层不规则三角网，称为多层三角本文对滑坡的研究仅限于采样点在垂直方向上网DEM或TIN，参见图l。多层TIN与Grid不同之的变形，不考虑水平位移变形，多层DEM的