一种顾及特征数据的DEM自动生成方法技术

本发明专利技术涉及一种顾及特征数据的DEM自动生成方法，包括以下步骤：利用数字线划图成果中的数据构建TIN；构建地性线和特征点，消除TIN中的平三角形，从而重构TIN；在重构的TIN中构建水系特征线，使水系线处于最低处；生成数字高程模型。本发明专利技术从TIN数据中直接搜索平三角形，能快速自动构建特征线数据，有针对性的消除平三角形，并提出了水系特征线的构建，从而使生成DEM的质量更高、地形逻辑性更强。地形逻辑性更强。地形逻辑性更强。

【技术实现步骤摘要】
一种顾及特征数据的DEM自动生成方法


[0001]本专利技术涉及地形特征构建
，特别涉及一种顾及特征数据的DEM自动生成方法。

技术介绍

[0002]数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）广泛应用于测绘、线路设计、规划设计、地质工程、土木工程、水利建设工程、水文分析、数字化战场、实景三维、数字孪生等领域。利用数字线划图（DLG）成果中的等高线、高程点、水系等数据，构建不规则三角网（TIN）内插生成DEM的方法成本较低，比较容易获取DEM成果。
[0003]近年来，利用数字线划图（DLG）成果中的等高线、高程点、水系等数据，构建不规则三角网（TIN）内插生成DEM的方法较多。但这种方法一是没有考虑如何构建水系特征线，生成的DEM成果中存在水系范围内格网值溢出的情况，与实际地形不符；二是构建地性线时，没有采取争对平三角形的循环消除方法，生产效率较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于从TIN数据中直接搜索平三角形，能快速自动构建特征线数据，有针对性的消除平三角形，并提出了水系特征线的构建，从而使生成DEM的质量更高、地形逻辑性更强，提供一种顾及特征数据的DEM自动生成方法。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例提供了以下技术方案：一种顾及特征数据的DEM自动生成方法，包括以下步骤：步骤S1，利用数字线划图成果中的数据构建TIN；步骤S2，构建地性线和特征点，消除TIN中的平三角形，从而重构TIN；步骤S3，在重构的TIN中构建水系特征线，使水系线处于最低处；步骤S4，生成数字高程模型。
[0006]更进一步地，所述步骤S1中数字线划图成果中的数据包括等高线、高程点、水系数据。
[0007]更进一步地，所述步骤S2中构建地性线，消除TIN中的平三角形，从而重构TIN的步骤，包括：所述平三角形包括U型平三角形；根据TIN的结构，遍历所有非平三角形，以非平三角形其中一条边为相邻边，寻找平三角形，依次类推，直到寻找到一个相邻的非平三角形；各平三角形中不属于等高线的边的中点作为内插点，将首尾非平三角形的顶点与各平三角形的内插点依次连接，形成地性线，从而消除U型平三角形；获取首非平三角形顶点的高程值为H
A
，尾非平三角形顶点的高程值为H
B
，将H
A
、H
B
的高差按距离内插，计算各平三角形的内插点的高程值：
其中，H
Vn
表示第n个内插点的高程值，S1表示首非平三角形顶点与第1个内插点之间的距离，Sn表示第n
‑
1个内插点与第n个内插点之间的距离。
[0008]更进一步地，所述步骤S2中构建特征点，消除TIN中的平三角形，从而重构TIN的步骤，包括：所述平三角形包括O型平三角形；将等高线中闭合线的内部中心点M为特征点，按十六方向法对其内插，以点M为起始点，以北方向为起始方向作一条线段，获得线段与等高线的交点，将所有交点按距离排序，取距离M点最短和次短的两个交点，其中最短的交点的高程值为H
A
，次短的交点的高程值为H
B
；当H
A
=H
B
时，跳过本方向，进行下一方向插值，直到H
A
≠H
B
时结束内插，则M点的高程值为：其中，H
M
表示M点的高程值；内插值取等高距H
A
‑
H
B
的0.5倍。
[0009]更进一步地，所述在重构的TIN中构建水系特征线，使水系线处于最低处的步骤，包括：遍历重构的TIN中的所有三角形，以三角形的边与水系线重合的三角形为基础，重合的边的中点为起点，相对的顶点为终点，起点和终点的连接线的中点为内插点，其中起点的高程值为H
A
，终点的高程值为H
B
；当H
A
>H
B
时，计算内插点的高程值，使得内插点的高程值低于起点所在等高线的下一条等高线的高程值H
next
：其中，H
C
表示内插点的高程值；cor表示系数，初始值取0.5；当H
C
>H
next
时，cor=cor*0.5，依次循环，直到H
C
低于H
next
；其中，表示向下取整，d表示等高距。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：（1）本专利技术提取DLG数据中的地形数据和水系数据构建TIN，在顾及特征数据后，自动生成的DEM成果精度较高，由DEM成果反生等高线与原等高线叠合较好，实现了DLG与DEM同时生产。
[0011]（2）本专利技术从TIN数据中寻找平三角形，自动构建地性线和特征点重构TIN，以消除平三角形，提高了TIN的精度，避免利用等高线构建特征线效率不高的问题，生产效率较高。
[0012]（3）本专利技术为表现出水系范围的DEM格网特征，构建了水系特征线，保证水系范围内的DEM格网值处于最低处，同时避免了水系范围内格网值溢出的情况。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0014]图1为本专利技术方法流程图；图2为本专利技术等高线和高程点构建三角网的示意图；图3为本专利技术平三角形类型示意图，其中图3(a)为U型平三角形示意图，图3(b)为O型平三角形示意图；图4为本专利技术构建地性线示意图；图5为本专利技术构建特征点示意图；图6为本专利技术构建水系特征线示意图；图7为本专利技术消除平三角形前后对比图，其中图7(a)为平三角形消除前的TIN示意图，图7(b)为平三角形消除后的TIN示意图；图8为本专利技术自动生成地性线和水系特征线的示意图，其中图8(a)为自动生成地性线的示意图，图8(b)为自动生成水系特征线的示意图；图9为本专利技术DEM数据反生等高线与原等高线叠合检查示意图，其中图9(a)为平地等高线叠合情况示意图，图9(b)为丘陵地等高线叠合情况示意图，图9(c)为山地等高线叠合情况示意图，图9(d)为高山地等高线叠合情况示意图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顾及特征数据的DEM自动生成方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1，利用数字线划图成果中的数据构建TIN；步骤S2，构建地性线和特征点，消除TIN中的平三角形，从而重构TIN；步骤S3，在重构的TIN中构建水系特征线，使水系线处于最低处；步骤S4，生成数字高程模型。2.根据权利要求1所述的一种顾及特征数据的DEM自动生成方法，其特征在于：所述步骤S1中数字线划图成果中的数据包括等高线、高程点、水系数据。3.根据权利要求1所述的一种顾及特征数据的DEM自动生成方法，其特征在于：所述步骤S2中构建地性线，消除TIN中的平三角形，从而重构TIN的步骤，包括：所述平三角形包括U型平三角形；根据TIN的结构，遍历所有非平三角形，以非平三角形其中一条边为相邻边，寻找平三角形，依次类推，直到寻找到一个相邻的非平三角形；各平三角形中不属于等高线的边的中点作为内插点，将首尾非平三角形的顶点与各平三角形的内插点依次连接，形成地性线，从而消除U型平三角形；获取首非平三角形顶点的高程值为H
A
，尾非平三角形顶点的高程值为H
B
，将H
A
、H
B
的高差按距离内插，计算各平三角形的内插点的高程值：其中，H
Vn
表示第n个内插点的高程值，S1表示首非平三角形顶点与第1个内插点之间的距离，Sn表示第n
‑
1个内插点与第n个内插点之间的距离。4.根据权利要求1所述的一种顾及特征数据的DEM自动生成方法，其特征在于：所述步骤S2中构建特征点，消除TIN中的平三角形，从而重构TIN的步骤，包括：所述平三角形包括O型平三角形；将等高线中闭合线的内部中心点M为特征点，按十六方向法对其内插，以点M...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，王蕾，刘东丽，钱雨晨，罗启林，孙正超，
申请(专利权)人：自然资源部第六地形测量队，
类型：发明
国别省市：