時(shí)間:2017/10/19 0:00:00
地形模型
模型應(yīng)用
數(shù)字地形模型在工程建設(shè)方面(如公路、鐵路、高壓線路等工程的選線、定線和計(jì)算工程量)應(yīng)用甚廣,并為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作的自動(dòng)化提供了條件。在地圖測(cè)繪中可根據(jù)數(shù)字地形模型曬印正射影像地圖和自動(dòng)繪制地形圖。此外,在近景攝影測(cè)量中,當(dāng)觀測(cè)的對(duì)象是某些表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物體時(shí),也可以引用這種原理進(jìn)行測(cè)繪。
建立數(shù)字地形模型所需的原始數(shù)據(jù)點(diǎn),可以來(lái)源于攝影測(cè)量的立體模型、地面測(cè)量成果或已有的地形圖。使用立體測(cè)圖儀測(cè)取數(shù)據(jù)點(diǎn)是比較普遍應(yīng)用的一種方法對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄和存貯,可以有規(guī)律地進(jìn)行或任意選擇(如選用地貌特征點(diǎn))。其中很重要的一種測(cè)取數(shù)據(jù)點(diǎn)的方法是在進(jìn)行正射像片斷面掃描曬像(見(jiàn)正射影像技術(shù))的同時(shí),取得數(shù)字地形模型所需要的數(shù)據(jù)。為了提高質(zhì)量,也可以在按斷面方式測(cè)得的地形點(diǎn)的基礎(chǔ)上,補(bǔ)充額外測(cè)得的地貌特征線,或代表地貌特征的一些獨(dú)立高程點(diǎn)。這樣做可以提高內(nèi)插求點(diǎn)的精度。另一種方式是在立體測(cè)圖儀上記錄用數(shù)字表示的等高線,然后通過(guò)計(jì)算取得數(shù)據(jù)點(diǎn)規(guī)則分布的數(shù)字地形模型。
實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn),即使已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)?shù)拿芏龋话阋策不足以表示復(fù)雜的地面形態(tài)。所以,在具備了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)以后,往往還需要通過(guò)內(nèi)插方法增補(bǔ)數(shù)字地形模型所需要的點(diǎn)。所謂內(nèi)插是根據(jù)周?chē)c(diǎn)的數(shù)據(jù)和某一函數(shù)關(guān)系式,求出待定點(diǎn)的高程。內(nèi)插方法可以根據(jù)所使用的內(nèi)插函數(shù)是一個(gè)整體函數(shù)還是局部函數(shù)來(lái)區(qū)分。因數(shù)字地形模型中所用的數(shù)據(jù)點(diǎn)較多,一般都使用局部函數(shù)內(nèi)插(分塊內(nèi)插),即把參考空間劃分為若干分塊,對(duì)各分塊使用不同的函數(shù)。典型的局部?jī)?nèi)插有線性內(nèi)插,局部多項(xiàng)式內(nèi)插,雙線性內(nèi)插或樣條函數(shù),以及擬合推估(配置法)、多層二次曲面法和有限元法等。還有一種是逐點(diǎn)內(nèi)插法,即對(duì)每一個(gè)待定點(diǎn)定義一個(gè)新的內(nèi)插函數(shù)。逐點(diǎn)內(nèi)插法的使用十分靈活,精度較高,計(jì)算簡(jiǎn)單,不需要計(jì)算機(jī)有很大的內(nèi)存容量,只是運(yùn)算的時(shí)間較長(zhǎng)。典型的逐點(diǎn)內(nèi)插法有加權(quán)平均法、移動(dòng)擬合法等。內(nèi)插方法的選用要考慮到數(shù)據(jù)點(diǎn)的結(jié)構(gòu),所要求的精度,計(jì)算速度和對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存的要求等因素。
數(shù)字地形模型只有同計(jì)算機(jī)處理相聯(lián)系才有實(shí)際意義。當(dāng)前計(jì)算機(jī)的功能已經(jīng)能使構(gòu)成數(shù)字地形模型的原始數(shù)據(jù),中間成果或較后成果不僅使用于原定的目的,而且還可以使用于其他多種目的。把數(shù)字地形模型的數(shù)據(jù)連同表達(dá)地面地物數(shù)字,以及其他數(shù)據(jù)存貯在一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的外圍設(shè)備中,建立“地理數(shù)據(jù)庫(kù)”,可以根據(jù)需要,通過(guò)計(jì)算機(jī)輸出各種比例尺的地形圖,或正射影像圖,或其他不同形式的資料。
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