DEM中的规则格网模型

DEM中的规则格网模型


发布日期: 1970-01-01 更新日期: 2015-02-02 编辑:giser 浏览次数: 6411

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摘要: 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为规则的格网单元,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。 对于每个格网的数值有两种不同的解...

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为规则的格网单元,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。

对于每个格网的数值有两种不同的解释。第一种是格网栅格观点,认为该格网单元的数值是其中所有点的高程值,即格网单元对应的地面面积内高程是均一的高度,这种数字高程模型是一个不连续的函数。第二种是点栅格观点,认为该网格单元的数值是网格中心点的高程或该网格单元的平均高程值,这样就需要用一种插值方法来计算每个点的高程。计算任何不是网格中心的数据点的高程值,使用周围4个中心点的高程值,采用距离加权平均方法进行计算,当然也可使用样条函数和克里金插值方法。

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,目前许多国家提供的DEM数据都是以规则格网的数据矩阵形式提供的。格网DEM的缺点是不能准确表示地形的结构和细部,为避免这些问题,可采用附加地形特征数据,如地形特征点、山脊线、谷底线、断裂线,以描述地形结构。

格网DEM的另一个缺点是数据量过大,给数据管理带来了不方便,通常要进行压缩存储。DEM数据的无损压缩可以采用普通的栅格数据压缩方式,如游程编码、块码等,但是由于DEM 数据反映了地形的连续起伏变化,通常比较“破碎”,普通压缩方式难以达到很好的效果;因此对于网格DEM数据,可以采用哈夫曼编码进行无损压缩;有时,在牺牲细节信息的前提下,可以对网格DEM进行有损压缩,通常的有损压缩大都是基于离散余弦变换(Discrete Cosine Transformation,DCT)或小波变换(Wavelet Transformation)的,由于小波变换具有较好的保持细节的特性,近年来将小波变换应用于DEM数据处理的研究较多。

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