基于四叉树结构的地表

地形可视化建模

课程名称三维地质体可视化技术 教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业地质工程 所在院系计算机学院

类 别: A.博士 B.硕士√ C.进修生 日 期: 20XX年5月15日

目录

第一章 传统的DEM地形建模 ................................................................................... 3 1、DEM简介 ......................................................................................................... 3 2、DEM的局限性 .................................................................................................. 4 第二章 四叉树结构的地表地形建模 ........................................................................... 6 1、四叉树数据结构 ................................................................................................ 6 2、建模内容 ........................................................................................................... 6 3、建模过程 ........................................................................................................... 7 4、是否需要细分的判断标准 .................................................................................. 9 4.1最大层数限制 ................................................................................................ 9 4.2节点区域起伏变化度限制 .............................................................................. 9 5、裂缝消除 ......................................................................................................... 10 6、建模结果 ......................................................................................................... 12

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第二章 总结 ............................................................................................................ 16 参考文献 .................................................................................................................. 17

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第一章 传统的DEM地形建模

1、DEM简介

数字高程模型（Digital Elevation Model),简称DEM。是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面数字化模拟（即地形表面形态的数字化表达），它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(Digital Terrain Model，简称DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为，DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。

数字高程模型(DigitalElevationModel)是目前普遍采用的描述地形数据的标准格式, 是地形高低起伏的数学表达, 它从数据上讲是表示一定区域内三维向量的有限序列, 包括地形离散采样点的经纬度和海拔高度等信息, 是进行地形建模的数据基础。DEM数据大多是通过Arc/info、ArcView等专业GIS软件利用离散数据点或等高线生成, 再转化成ASCII文件。数字高程模型根据子域划分的方式可分为两大类:规则格网(RegularSquare Grids,RSG)和不规则三角网(TriangulatedIrregular Networks, TIN)。对于RSG模型,子域是按规则格网进行划分的, 而TIN的每个子域被划分成三角形。规则格网DEM数据结构简单, 存储处理方便,进行构网绘制时快速直接,因此也最常用。

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2、DEM的局限性

现有的DEM规格网格地形数据是在所有的地形上，是通过有限的地形高程数据实现对地形数字化模拟，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，其网格的大小和疏密程度是一样的，如下图所示。而正是因为这种特点，也导致了现有DEM模型的局限性。

图1-1 DEM模型

由上图可以看出，对于所有的地形，DEM规则网格的网格数量和疏密程度一致。而在这种情况之下，如果我们想要更加精细地构建地形的话，网格数据全面以指数形式地进行网格数目增加，这样就会使得DEM数据变得格外的庞大，数据量增大之后，相应的对地形数据的处理效率就会大大地降低。但是就实际情况来说，由于实际地形的多变性，地形变化也不一样，有些地形变化大，而有些地形变化不大，而我们想更加精细地构建地形，也只是想更加清晰地反应地形的变化，也就是说我们只想把地形多变，起伏较大的地形进行更加精细化构建。而对于那些地形变大不大的地形，我们则并没有要求，或者说为了处理效率，我们

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