TIN數據格式:DEM的三種表示方法之一


TIN是Triangle Irregular Network的簡稱。在地理信息系統中,DEM(Digital Elevation Model)最主要的三種表示模型是:

  • 規則格網模型(GRID)
  • 等高線模型(Contour)
  • 不規則三角網模型(TIN)

 第一種:規則格網模型(GRID)

第二種:等高線模型(Contour)

 

第三種:不規則三角網模型(TIN)

規則格網數據模型比較簡單,但是存在數據冗余,而且不容易看到地勢的規律。

等高線能夠一眼看到山峰和山谷。

不規則三角網模型(TIN)是另外一種表示數字高程模型的方法,它既減少規則格網方法帶來的數據冗余,同時在計算坡度效率方面又優於純粹基於等高線的方法。

  • TIN是一個三維空間的分段線性模型。
  •       TIN模型根據區域有限個點集將區域划分為相連的三角面網絡,區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內。如果點不在頂點上,該點的高程值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程,在三角形內則用三個頂點的高程)。
  • TIN數據組織
  •       存儲每個點的高程,還要存儲其平面坐標、節點連接的拓撲關系,三角形及鄰接的三角形等關系。
  •       TIN模型在概念上類似於多邊形網絡的矢量拓撲結構,只是TIN模型不需要定義“島”和“洞”的拓撲關系。

 

 一、TIN的數據組織

  • TIN數據模型
  •        三角形+邊+頂點

三角形:三個指向它三個邊的記錄的指針;
邊:兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;
頂點:坐標(X,Y, Z)。

 

  •  TIN數據模型
  •       頂點+相鄰三角形

 三角形:三個頂點和三個相鄰三角形;

頂點:坐標(X, Y, Z)。

二、TIN的建立

  • 方法
  •        GRID轉換為TIN

  •        Delauany三角剖分

●特性
-其Delaunay三角網是唯一的;
-三角網的外邊界構成了點集P的凸多邊形“外殼”
-沒有任何點在三角形的外接圓內部,反之,如果一一個三角網滿足此條件,那么它就是Delaunay三角網。
-與其他三角形結構相比,它能將其中的最小角最大化,符號最優化條件。

 

 

  •  建立
  •   對給定的點集合P={P;|i=12,..n}中的任意三個點: Pr、 Pg、 P(r≠s #t),其外接圓半徑為R,若點集中其他任何點PR(k≠r≠s≠t)到該最小外 接圓圓心的距離Dk>R,則P、Ps、 Pr可以構成一個Delauany三角形。

 

 

 三、TIN的局部優化(LOP)

  • 局部優化過程LOP 。Lawson [1977]提出了一個局部優 化過程LOP (Local Optimization Procedure)方法。先求出包含新 插入點p的外接圓的三角形,這種 三角形稱為影響三角形(Influence Triangulation)。刪除影響三角形 的公共邊(圖b中粗線),將p與 全部影響三角形的頂點連接,完 成p點在原Delaunay三角形中的插 入。
  • 三角網插值
  • 動態建網技術
    -LOD(Layer Of Detail)
    -移動模糊,靜止清晰

三、Voronoi圖(梯森多邊形)

  •  梯森多邊形

           -梯森多邊形(Thiessen Polygins,Voronoi Diagram, Dirichlet Tesselation) ;
           -是Delauany三角網的對偶;
           -是空間的一種分割方式(一個梯森多邊形內的任意一點到本梯森多邊形中心的距離都小於到其它梯森多邊形中心的距離) ;
           -對空間的一種內插方法(空間的任何一個未知點的值都可以由距離它最近的已知點的值取代) ;
           -生成方法——由Delauany三角網生成。

 

 三、TIN的應用

■三維顯示技術
    動態顯示技術
    紋理疊加
    地貌暈渲
    三維仿真
■三維分析.
    通視性分析
    淹沒分析
    地形剖面分析
    坡度坡向分析
    土石方計算
■三角網內插
■等高線追蹤
■內插等高線

 

 

 

 

參考:https://wenku.baidu.com/view/d97463c28bd63186bcebbcbc.html  https://www.bilibili.com/video/BV11h411y7nC?from=search&seid=3491602072909730622

>>將DEM圖像導入postgis,通過cesium點擊查詢任何一點的高程。


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