Preliminary processing of the initial data for construction of digital elevation model.pdf Важным объектом исследования современных геоин-формационных систем является земной рельеф. Как прави-ло, исходные данные для построения цифровой моделирельефа (ЦМР) получаются с помощью методов дистанци-онного зондирования и представляют собой наборы высот-ных отметок и структурных линий, задающих дополнитель-ные ограничения на форму рельефа. При этом координатывысотных отметок и узлов некоторых структурных линий(границ оврагов, обрывов, береговых линий) задаются с вы-сокой точностью, поэтому целесообразно использоватьцифровую модель на основе треугольной сетки, узлами ко-торой являются указанные точки. Если для построения сет-ки используются алгоритмы триангуляции с ограничения-ми, то в получаемую модель просто и естественно включа-ются структурные линии.Высотные отметки обычно представляют локальныеэкстремумы и другие характерные точки рельефа. Струк-турные линии чаще всего определяют области резкого из-менения наклона поверхности рельефа. Процесс выделениявысотных отметок и узлов структурных линий довольносложен, а малое количествоБудем считать, что точка R на ребре AU принад-лежит коридору линии ABC, если выполняются триусловия:(xR−xA)2+(yR−yA)2≤ƒXY,zR−zA ≤ƒZ, (1)( )2 ( )2 1 ( )2 ( )2xR−xA + yR−yA ≤2 xU−xA + yU−yA ,т.е. расстояние между R и A как в плоскости XOY, таки по высоте не превышает величины погрешности, и,кроме того, точка R находится ближе к A, чем к U.Пусть RAU - это наиболее удаленная от A точка наAU, для которой выполняются условия (1), тогда RAUпринадлежит границе коридора. Проходя по смежнымтреугольникам, расположенным вдоль линии ABCсправа, можно последовательно вычислять узловыеточки правой границы коридора RAU , RAV , RBV ,RBW . Узлы левой границы коридора рассчитываютсяаналогично путем просмотра треугольников, примы-кающих к ABC слева. Пример коридора для изолинииприведен на рис. 3.Рис. 3. Выделение коридора для изолиниина треугольной сеткеДля упрощения дальнейших вычислений будемсчитать, что границами коридора являются ломаныелинии. В силу последнего условия в (1) коридоры не-пересекающихся исходных линий (например, изоли-ний разных уровней) также не пересекаются, поэтомулиния в каждом коридоре строится независимо отдругих.Расчет линии, целиком лежащей внутри коридора,требует проверок взаимного расположения отдельныхучастков коридора и линии. Однако выделение нуж-ного участка коридора, т.е. пары начальных и парыконечных узлов участка границ, будет весьма слож-ной задачей, так как границы коридора вычисляютсянезависимо, а число их узлов может существенно раз-личаться. Данную проблему можно решить путем ис-пользования кратных узлов границ. Приведем алго-ритм модификации границ коридора для незамкнутойструктурной линии, выходящей на границы треуголь-ной сетки. Этот алгоритм фактически строит внутрикоридора триангуляцию Делоне.Алгоритм модификации границ коридораПредполагается, что заданы наборы из m узлов liлевой и k узлов rj правой границы коридора. Новыеграницы L и R формируются путем последовательно-го добавления к ним узлов исходных границ. На каж-дом шаге выбираются 2 текущие точки ( li и rj ) и 2следующие за ними ( li+1 и rj+1 ). Далее для треуголь-ника lirjrj+1 и точки li+1 проверяется условие Делоне( li+1 находится вне окружности, описанной околотреугольника). При его выполнении текущими n-мивершинами новых границ становятся li и rj+1, в про-тивном случае треугольником Делоне будет lirjli+1 , ав новые границы добавляются точки li+1 и rj .i:=1; j:=1; n:=1;L[1] :=l[1] ; R[1] :=r[1] ;пока (i 50 , то для получения визуальногладкой ломаной достаточно задать N≈ 2n. На рис. 8приводятся наборы исходных и визуально гладкихрасчетных изолиний одного участка местности.Рис. 8. Исходные и визуально гладкие изолинииучастка рельефаЗАКЛЮЧЕНИЕПредложенные алгоритмы выделения коридоровна треугольной сетке и построения визуально гладкихкоридорных линий позволяют устранять основныенедостатки структурных линий рельефа, получаемыхна основе методов дистанционного зондирования иливекторизации картографических материалов. Предва-рительная обработка входных данных гарантируетсохранение их топологической корректности и явля-ется необходимым этапом при построении кондици-онной цифровой модели рельефа.

Скачать электронную версию публикации