專利名稱：基于tin的細化地表處理方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種計算機地形測繪數據處理技術領域，特別是涉及一種基于TIN的細化地表處理方法及系統。
背景技術：
現在基于地形要素的數字地形分析方法，為從地形圖上得到更多的坡度、坡向、坡長、通視等信息提供了理論手段。地形分析的主要地形要素包括規則格網、等高線、不規則三角網 TIN (Triangular Irregular Network,不規則三角網)。典型的，基于高程點和等高線制作TIN常采用Delaunay規則進行構建。但通過該方法構建的TIN在山脊、山頂、山谷存在不合理的平坦三角形問題，即構成三角形的3個頂點具有相同的高程值，這會導致TIN生成的數字高程模型失真，因此需要對平坦三角形進行修正。
由于平坦三角形是由于缺乏足夠的特征信息造成的，傳統的，采用在立體下采集更多的高程點、特征線的方式對上述平坦三角形進行修正。但該方法耗費人力物力，且無法消除所有的平坦三角形，因此該方法在實際應用中受到限制。對于不采用立體環境進行修正的方法，Brandi提出了一種交互式的方法來修正平坦三角形，即用一個交互界面先找出有問題的區域，允許通過交換邊和立體加高程點的方式來修正平坦三角形區域。這種方法內插值為局部點，對表達地形的連續性效果受到限制，而且修正過程過于緩慢，特別是對于大數據的處理，這種方法無法進行處理。經過分析發現，現有的這些技術存在的主要問題就是，對平坦三角形的修正過程中內插值為局部點，無法有效地表達地形的連續性，使其修正效果并不十分合理。而且像采用直接在立體下采集更多的高程點、特征線的方式十分耗費人力物力。
發明內容
本發明在于提供一種基于TIN的細化地表處理方法及系統，通過對TIN上不同類型的平坦三角形集群采用不同的方式進行修正，可有效表達地形連續性特征。為實現本發明目的而提供的一種基于TIN的細化地表處理方法，包括如下步驟:S100，根據預設區域地形圖數據用Delaunay規則構建所述預設區域的TIN ；S200，遍歷TIN上的三角形，建立平坦三角形集群；S300，對所述平坦三角形集群分類，分為在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群，在山頂位置上的平坦三角形集群，在鞍部位置上的平坦三角形集群；S400，對所述在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群、在山頂位置上的平坦三角形集群、在鞍部位置上的平坦三角形集群的等值節點的高程值分別進行重新賦值修正，得到修正后的預設區域三維線圖。較佳地，作為一種可實施方式，所述步驟S200包括如下步驟:S210，對TIN上的三角形進行遍歷，標識、記錄出平坦三角形的記錄號；
S220，在TIN上提取地形特征線；S230，檢索所述地形特征線經過的平坦三角形，標識所述地形特征線經過的平坦
三角形并記錄出平坦三角形的記錄號；S240，將所述地形特征線經過的且具有公共邊的平坦三角形建立平坦三角形集群。較佳地，作為一種可實施方式，所述步驟S300實現方式如下:當Z1Uc^Z2，或者Z2Uc^Z1時，判定所述平坦三角形集群在山脊或山谷位置上；當W，Z2<Z0時，判定所述平坦三角形集群在山頂位置上；當Z1Utl, Z2>Z0時，判定所述平坦三角形集群在鞍部位置上；其中: 為所述平坦三角形集群的高程值(Lx為所述平坦三角形集群一側的高程值；Z2為所述平坦三角形集群另一側的高程值。較佳地，作為一種 可實施方式，所述步驟S400包括如下步驟:S410，采用距離權內插方法，對所述在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群中的平坦三角形上的等值節點的高程值進行重新賦值修正；S420，采用斜率內插方法，對所述在山頂位置上的平坦三角形集群中的平坦三角形上的等值節點的高程值進行重新賦值修正；S430，采用直接賦值方法，對所述在鞍部位置上的平坦三角形集群中的平坦三角形上的等值節點進行重新賦值進行修正；S440，根據修正后的所述在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群、在山頂位置上的平坦三角形集群、在鞍部位置上的平坦三角形集群得到修正后的預設區域三維線圖。較佳地作為一種可實施方式，步驟S410實現方式如下:所述對在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群采用距離權內插方法進行修正，包括如下步驟:根據節點間的距離及等高線間距，采用距離權內插方法建立距離權內插模型，利用所述距離權內插模型在兩條等高線間根據距離進行內插，通過下面的公式計算各節點的距離權Pk和對應節點的高程zk，為所述平坦三角形上的各節點的高程值進行重新賦值修正；
權利要求
1.一種基于TIN的細化地表處理方法，其特征在于，包括如下步驟: S100，根據預設區域地形圖數據用Delaunay規則構建所述預設區域的TIN ； S200，遍歷TIN上的三角形，建立平坦三角形集群； S300，對所述平坦三角形集群分類，分為在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群、在山頂位置上的平坦三角形集群、在鞍部位置上的平坦三角形集群； S400，對所述在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群、在山頂位置上的平坦三角形集群、在鞍部位置上的平坦三角形集群的等值節點的高程值分別進行重新賦值修正，得到修正后的預設區域三維線圖。
2.根據權利要求1所述的基于TIN的細化地表處理方法，其特征在于，所述步驟S200包括如下步驟: S210，對TIN上的三角形進行遍歷，標識、記錄出平坦三角形的記錄號； S220，在TIN上提取地形特征線； S230，檢索所述地形特征線經過的平坦三角形，標識所述地形特征線經過的平坦三角形并記錄出平坦三角形的記錄號； S240，將所述地形特征線經過的且具有公共邊的平坦三角形建立平坦三角形集群。
3.根據權利要求1所述的基于TIN的細化地表處理方法，其特征在于: 所述步驟S300中，對所述平坦三角形集群的分類，包括如下步驟: 當Z1Uc^Z2，或者Z2Uc^Z1時，判定所述平坦三角形集群在山脊或山谷位置上； 當W，z2<z0時，判定所述平坦三角形集群在山頂位置上； 當Z1Utl, z2>z0時，判定所述平坦三角形集群在鞍部位置上； 其中: 為所述平坦三角形集群的高程值(Lx為所述平坦三角形集群一側的高程值；Z2為所述平坦三角形集群另一側的高程值。
4.根據權利要求1所述的基于TIN的細化地表處理方法，其特征在于，所述步驟S400包括下列步驟: S410，采用距離權內插方法，對所述在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群中的平坦三角形上的等值節點的高程值進行重新賦值修正； S420，采用斜率內插方法，對所述在山頂位置上的平坦三角形集群中的平坦三角形上的等值節點的高程值進行重新賦值修正； S430，采用直接賦值方法，對所述在鞍部位置上的平坦三角形集群中的平坦三角形上的等值節點進行重新賦值修正； S440，根據修正后的所述在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群、在山頂位置上的平坦三角形集群、在鞍部位置上的平坦三角形集群得到修正后的預設區域三維線圖。
5.根據權利要求4所述的基于TIN的細化地表處理方法，其特征在于: 所述步驟S410中，所述對在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群采用距離權內插方法進行修正，包括如下步驟: 根據節點間的距離及等高線間距，采用距離權內插方法建立距離權內插模型，利用所述距離權內插模型在兩條等高線間根據距離進行內插，通過下面的公式計算各節點的距離權Pk和對應節點的高程Zk，為所述平坦三角形上的各節點的高程值進行重新賦值修正；
6.根據權利要求4所述的基于TIN的細化地表處理方法，其特征在于: 所述步驟S420中，所述對在山頂位置上的平坦三角形集群采用斜率內插方法進行修正，包括如下步驟: 根據所述在山頂位置的平坦三角形集群兩側的斜率，采用斜率內插方法建立斜率內插模型，利用所述斜率內插模型以三維線在平坦三角形集群兩側的斜率作為權值，通過下面的公式計算高程值Zk，為在山頂位置的平坦三角形集群的內部節點的高程值進行重新賦值修正； 其
7.根據權利要求4所述的基于TIN的細化地表處理方法，其特征在于: 所述步驟S430中，所述對在鞍部位置的平坦三角形集群，采用直接賦值方法進行修正，包括如下步驟: 根據所述的在鞍部位置的平坦三角形集群與最近的等高線之間的節點的高程值，采用直接賦值方法建立直接賦值模型，利用所述直接賦值模型，通過下面的公式計算高程值Zk，為在鞍部位置的平坦三角形集群中的平坦三角形的高程值進行重新賦值； 當Zk彡Zh-0.5D時，Zk不變;當 Z1^Zh-0.5D 時，Zk=ZH-0.5D ； Zk是在鞍部位置的平坦三角形集群與其最近等高線間的任一節點的高程值；Ζη是三維線與最近的等高線的交點的高程值。
8.根據權利要求1至7任一項所述的基于TIN的細化地表處理方法，其特征在于:在所述步驟S400之后，還包括如下步驟: S500，測量地表長度，利用所述的經過修正后的預設區域三維線圖測量預設區域的地表長度。
9.一種基于TIN的細化地表處理系統，其特征在于，包括TIN構建模塊，平坦三角形集群建立模塊，平坦三角形集群分類模塊和修正模塊，其中: 所述TIN構建模塊，用于根據預設區域地形圖數據用Delaunay規則構建所述預設區域的 TIN ； 所述平坦三角形集群建立模塊，用于遍歷TIN上的三角形，建立平坦三角形集群； 所述平坦三角形集群分 類模塊，用于對所述平坦三角形集群分類，分為在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群，在山頂位置上的平坦三角形集群，在鞍部位置上的平坦三角形集群； 所述修正模塊，用于對所述在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群、在山頂位置上的平坦三角形集群、在鞍部位置上的平坦三角形集群的等值節點的高程值分別進行重新賦值修正，得到修正后的預設區域三維線圖。
10.根據權利要求9所述的基于TIN的細化地表處理系統，其特征在于，所述平坦三角形集群建立模塊包括記錄平坦三角形子模塊和特征線提取子模塊，其中: 所述記錄平坦三角形子模塊，用于對TIN上的三角形進行遍歷，標識、記錄出平坦三角形的記錄號； 所述記錄平坦三角形子模塊，用于在TIN上提取地形特征線。
11.根據權利要求9所述的基于TIN的細化地表處理系統，其特征在于: 所述平坦三角形集群分類模塊，包括第一判定子模塊，第二判定子模塊和第三判定子模塊，其中: 所述第一判定子模塊，用于當rLxH或者時，判定所述平坦三角形集群在山脊或山谷位置上； 所述第二判定子模塊，用于當WW時，判定所述平坦三角形集群在山頂位置上； 所述第三判定子模塊，用于當時，判定所述平坦三角形集群在鞍部位置上； 其中: 為所述平坦三角形集群的高程值(Lx為所述平坦三角形集群一側的高程值；Z2為所述平坦三角形集群另一側的高程值。
12.根據權利要求9所述的基于TIN的細化地表處理系統，其特征在于，所述修正模塊包括第一修正子模塊，第二修正子模塊，第三修正子模塊和TIN修正子模塊，其中: 第一修正子模塊，用于采用距離權內插方法，對所述在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群中的平坦三角形上的等值節點的高程值進行重新賦值修正； 所述第二修正子模塊，用于采用斜率內插方法，對所述在山頂位置上的平坦三角形集群中的平坦三角形上的等值節點的高程值進行重新賦值修正； 所述第三修正子模塊，用于采用直接賦值方法，對所述在鞍部位置上的平坦三角形集群中的平坦三角形上的等值節點進行重新賦值進行修正； 所述TIN修正子模塊，用于根據修正后的所述在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群、在山頂位置上的平坦三角形集群、在鞍部位置上的平坦三角形集群得到修正后的預設區域三維線圖。
13.根據權利要求9所述的基于TIN的細化地表處理系統，其特征在于: 所述第一修正子模塊采用距離權內插方法，對所述在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群中的平坦三角形上的等值節點的高程值進行重新賦值修正，是: 對在山脊或山谷位置的平坦三角形集群，根據節點間的距離及等高線間距，采用距離權內插方法建立距離權內插模型，利用所述距離權內插模型在兩條等高線間根據距離進行內插，通過下面的公式計算各節點的距離權Pk和對應節點的高程值Zk，為所述平坦三角形上的各節點的高程值進行重新賦值修正；
全文摘要
本發明公開了一種基于TIN的細化地表處理方法及系統。其中方法包括如下步驟根據地形圖數據構建TIN；遍歷TIN上的三角形，建立平坦三角形集群；對平坦三角形集群分類，分為在山脊或山谷位置上的平坦三角形集群、在山頂位置上的平坦三角形集群、在鞍部位置上的平坦三角形集群；對不同類型的平坦三角形集群采用不同的模型進行修正，得到修正后的平坦三角形集群區域的三維線圖，達到細化地表的作用。本發明對TIN上的平坦三角形分類進行修正，得到三維線要素類似于立體采集到的特征線，可有效表達地形的連續性特征，得到的三維線比直接構建TIN生成的三維線更貼合實際地形。
文檔編號G06T17/05GK103226845SQ20131008636
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月18日 優先權日2013年3月18日
發明者祝曉坤, 龐國豐 申請人:北京市測繪設計研究院