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基于AE的等高线三维地形建模与实现

第18卷第3期

2009年5月河南城走学院学报HenanUniversity面UrbanConstructionVd.18No.3May.2009

文章编号:1671—966212009)03—0043—04

基于AE的等高线三维地形建模与实现

李伦

(华北水利水电学院土木与交通学院,河南郑州450011)

摘要:数字高程模型(DEM)是地理信息系统的一种基础数据。等高线地图作为生成DEM的重要的

数据来源,具有十分重要的研究价值。文章以VisualC++为开发乎台,以ArcGISEngine为开

发组件,建立了基于等高线矢量数据的三维真实感地形模型,结合实例开发分析每一个步骤

的实现过程。并给出所生成的三维地形图实例。

关键词:数字高程模型;等高线;不规则三角网;ArcGISEnsine;三维地形

中图分类号:TP31文献标识码:A

O引言

地形是自然界复杂的景物,三维地形是模拟自然环境中不可缺少的重要组成部分。利用等高线矢量数据来直接内插生成相应的DEM(数字高程模型)数据是一种经常采用的方法。将地图等高线层提取出来的最终目的是进行三维显示并在此基础上进行地形分析。

三维真实感地图能高度逼真地反映外部真实世界,相对于传统纸制地图和计算机生成的二维平面地图,可以增加新的视角,能够为我们提供更多的知识,而这些知识是很难从二维平面地图上得到的。利用等高线数据构造三维地形不仅能保证一定的几何精度,而且数据易于获得,包含有丰富的地形地貌特征…。因此近年来,对等高线地图进行三维建模与可视化的研究。成为地图学和地理信息系统的研究热点,其目的就是使地形特征和地理信息表现地更加直观,使地形的三维可视化程度更高、动态感更强,无须再从等高线的结构来推断诸如山谷、山脊等信息,通过三维可视化可以实际地看到山谷的存在,并且清楚地看到山谷和山脊的差异。本文介绍了一种在Windows平台上,利用VisualC++6.0环境和ArcGISEngine平台作为工具,开发实现已知平面等高线矢量数据来产生三维真实感地形的方法。

1研究的技术路线

1.1G舳模型和TIN模型的对比

目前,利用等高线生成DEM的方法很多:等高线数据既可直接生成不规则三角网模型(删),又可直接生成规则格从数学方法的角度,GRID通常是正方形,也可以是矩形、三角形等规则格网。规则格网将区域空间切分为规则的格网模型(GRⅢ),规则格阿也可以由等高线先生成TIN再内插而获得幢J。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。GRID的缺点足不能准确表示地形的结构和细部,并且数据量过大,给数据管理带来不便。TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角网络,使区域中任意点落在三角形的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上,该点的高程值通常通过现行插值的方法得到(在边上则用边的两个顶点的高程,在三角形内侧则用三个顶点的高程),所以TIN是一个三维卒间的分段线形模型。TIN的数据类_}l!!存储方式比GRID复杂,它不仅要求存储每个点的高程,还要求存储其平面坐标、节点连接的拓扑关系、三角形及邻接三角形等关系【3J。从上述可知,TIN模型较GRID模型复杂的多,而且应用更为广泛。因此本文主要针对由矢量等高线数据生成TIN模型,来进行三维地形的研究。

1.2AtcGIS

ArcGISEngine技术Engine平台是ESRI公司ArcGIS9系列中的一个面向开发的嵌入式开发包,ESRI的AreGISEngine是一个用于

Program建立自定义独立地理信息系统应用程序的平台,支持多种应用程序接口(Application

的应用软件开发环境,包括:vi飘lalInterfaces,API),拥有许多高级GIS功能,而且构建在工业标准基础之上[4|。ArcGISErlgim可以在Windows,UNIX和Linux桌面上运行并支持一系列Basic6,MicrosoftVisualStudio。NEI'和各种Java开发环境,见表1。

收稿日期:2009—03—19作者简介:李伦(1985一),男,河南郑州人,硕士研究生,主要从事工程监测、工程设计及可视化仿真等。

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