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格网DEM及其建立方法

规则网格,通常是正方形,也可以是矩形、三角形等规则网格。规则网格将区域空间切分成规则的格网单元,每个格网单元对应一个数值。数学上可以表示为一个矩阵,在计算机实现中则是一个二维数组,每个格网单元或数组的一个元素对应一个高程值。

规则格网的高程矩阵,可以很容易地用计算机进行处理,特别是栅格数据结构的地理信息系统,它还可以很容易地计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自动提取流域地形,使得它成为DEM最广泛使用的格式,目前许多国家的DEM数据都是以规则格网的数据矩阵形式提供的。

基于地性线的DEM向矩阵网格转换

  • 地性线数据的矢/栅变换
  1. 地性线支撑点的栅格化;
  2. 沿地性线做高程加密。
  • 其他网格高程的确定(旋转剖面插值法)
  1. 定义数字剖面;
  2. 寻找最大坡度剖面;
  3. 高程插值建立DEM(线性插值/非线性插值)

基于数字化等高线的DEM向矩阵网格转换

  1. 等高线的全路径栅格化;
  2. DEM加密;
  3. 谷地地段与山脊地段的高程插值;

基于中轴线的DEM生成

规则格网结构DEM的缺点

  • 在地形简单、平坦的地区存在大量冗余数据;
  • 如不改变格网大小,则无法适用于起伏程度不同的地区;
  • 对于某些特殊计算如视线计算时,格网的轴线方向被夸大;
  • 由于栅格过于粗略,不能精确表达某些重要的地形特征,如山峰、洼坑、山脊、山谷等;
  • 用于非矩形的不规则区域时,边界要做特殊处理。

为了压缩栅格DTM的冗余数据,可采用游程编码或四叉树编码方法。