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    基于ArcGIS的DEM数据生成方法的研究与探讨

    2014-03-29 22:15:20 来源: 新疆维吾尔自治区第一测绘院 作者:张 禹
    聊聊

     DEM是多学科交叉与渗透的高科技产物,已在测绘、资源与环境、灾害防治、国防等与地形分析有关的各个领域发挥着越来越大的作用,也在国防建设与国民生产中有很高的利用价值。
            ArcGIS
    是美国ESRI公司开发的一套功能强大的GIS软件。ArcObjectsArcGIS提供的一套开发组件库,可以开发出所需要的各种GIS功能,同时为用户提供了更大的开发自主性,它为用户提供了一套完整的生成DEM数据和进行各种DEM分析的对象库和接口,用户可以使用这些对象库和接口快速创建自己的应用软件系统。
           
    现基于ArcObjects生成DEM数据的方法进行了初步的研究和探讨。
            1 DEM
    数据的常见表现形式
            DEM
    模型按照数据的表现形式主要分为两种:不规则三角网(Triangulated Irregular Network简称TIN,也称三角网DEM)和规则格网(简称GRID,也称格网DEM)。
            1.1
    规则格网(GRID)格式DEM
            GRID
    是以规则排列的正方形网格来表示地形表面。GRID数据结构简单,数据存储量小,还可压缩存储,适合于大规模的使用和管理。现在我们常说的DEM及大规模的DEM数据建设,主要是指这种形式,这里所称的数字高程模型DEM,也是指GRID
           
    栅格模型支持大量丰富的空间分析,比如空间一致性分析、邻近分析、离散度分析以及最低成本路径分析等,这些分析速度也比较快。
            1.2
    不规则三角网(TIN)格式DEM
            TIN
    采用离散数据点生成的连续的不重叠的不规则三角形网格来表示地形表面,在地形平坦的区域,三角形较少,而在地形复杂的区域,三角形较多。因此,TIN能较好地顾及地形地貌特征,逼真表示复杂地形的高低起伏变化,并且能够克服地形平坦区域的数据冗余。但TIN的数据结构复杂,数据量大,一般只适用于小范围大比例尺的高精度地形建模。
           
    由于三角形在形状和大小方面有很大的灵活性,所以这种模型能较容易表示断裂线和地形起伏较大的区域。TIN模型还支持很多的表面分析,如计算高程、坡度、坡向、进行体积计算、创建剖面图等,因此TIN建模方法在地形表面建模中引起了越来越多的注意,在GIS中得到了普遍使用,已成为表面建模的主要方法之一。
           
    ArcGIS中主要提供了RASTERTIN两个类型的数据,它们分别对应GRID数据和TIN数据。在ArcGIS中的各种三维操作和三维分析功能都是基于这两种数据进行的。所以这里也主要研究和探讨基于网格(GRID)和基于不规则三角网(TIN)来生成DEM数据。
            2 RASTER
    GRID)数据的生成
           
    在实际生产中,经常要利用等高线数据直接内插生成DEM数据,或者利用具有高程值的一定密度的离散点内插生成相应的DEM数据,从用户的角度出发,利用等高线数据直接内插生成DEM数据是一种经常采用的方法。
           
    在实际应用中,通常有两种内插方法,一种是沿预定轴方向的等高线直接内插法,首先计算预定轴与相邻等高线的交点,然后利用这些交点通过基于点的内插方法完成内插的过程。另一种是沿内插点最陡坡度的内插,首先搜索相邻等高线上沿最陡坡度上的两点,然后根据这两点线性内插出格网结点的高程值。实际上,等高线内插的核心问题在于如何确定用于内插所需要的点。
           
    ArcObjects组件库中并没有提供直接由含有高程信息的等高线直接内插来生成GRID数据的方法,而是提供了利用具有高程值的离散点内插生成RASTER数据。我们可以利用间接的办法来实现:先将等高线数据生成TIN类型的DEM数据,然后再将TIN转换成RASTER数据。
           
    实现思路和步骤:
           
    1)首先需要添加一个带有高程值的数据,作为生成RASTER的源数据;(2)通过从数据集中选择它的高程字段来创建一个FeatureClassDescriptor对象。该对象是一个从数据集中提取了高程字段新对象,作为进行内插操作的一个输入对象;(3)使用IRasterAnalysisEnvironment接口设置输出Raster网格的大小;(4)使用IInterpolationOp接口中的内插方法IDW进行内插操作;(5)生成并保存输出文件。
            3 TIN
    数据的生成
           
    等高线生成三角网主要有三种方法:等高线离散点直接生成TIN方法、将等高线作为特征线的方法、自动增加特征点及优化TIN的方法。

     

    文章摘自:pan.baidu.com/s/1mgC06TU

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