基于DEM数据的三维地形建模方法研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

传统的测绘技术已经不能满足发展的需要，如何提高测绘成图的效率和质量成了现在需要研究的主要内容。近几年来，gpsrtk技术以其快捷、方便、灵活、快速定位的特点，已经使测量技术得到了飞跃式的发展[1]。rtk技术的广泛应用为dem的采用提供了大量的数据来源。自开始被应用以来，dem受到了极大地关注，并在测绘、土木工程、景观建筑、道路设计、防洪、农业、规划、军事工程、战场仿真等领域得到广泛应用。随着科学技术特别是计算机技术的迅速发展，在dem的数据获取方法、数据存储和数据处理速度等方面以取得突破性发展。数字地形模拟已经成为地球科学的一个重要分支之一[2]。文献[4]系统的介绍了dem的三种表示模型，以及这三种不同数据结构的dem表征方式在数据存储以及空间关系等方面的优劣。虽然tin在存储空间的要求上相对较高，但在处理任意复杂的地形上具有绝对优势，并且大多数图形显示硬件都针对三角形进行了特殊优化，因此在可视化研究上以tin的数据结构作为我们研究的数据模型。文献[5]

对dem的建立流程做了详细介绍，最终生成三维图像，并可以在图上直接查询相关信息。

文献[6]指出了怎样运用有限的数据准确的表达实际地形变化的方法，并指出了dtm系统的评价参数：精度，计算速度，处理的数据量，用户界面和数据采集工作量等。文献[7]阐述了作为数字地面模型基础的数字高程模型的重要性，数字高程模型在空间信息系统中具有重要的作用,空间数据的三维显示及有广泛应用价值的地形特征分析都是数字高程模型为基础的。数字高程模型的数据结构与数据来源有关。不同数据结构的数字高程模型,其存储空间大小、空间关系的描述和内插计算任意一点所需要的时间是不一样的。在空间信息系统中,应用最多的是规则格网dem和不规则三角网tin及两者的混合应用。文献[8]则提到了地形建模所追求的目标：真实感。研究人员从两个不同的角度思考这个问题。一些研究者把地形看作是复杂的几何面,还有一些研究者认为人眼视觉中的地形是图像的叠加。第一类人员研究用易于计算机处理的简单几何图形逼近,建立地形的图形网格模型,类似于数学中的微分思想,把它称作图形建模。第二类人员研究用真实图片进行构造,把它称作图像建模。第一类建模方法是基于计算机图形学技术,第二类建模方法是基于计算机图像处理技术。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

在三维地形建模问题上的研究内容是比较多的,有数据处理的研究、建模方法

的研究、相关算法的研究、模型结构的研究、模型表现的研究、模型应用的研究,

等等。地形的建模方法,主要有两大类:基于规则网格的和非规则网格的,它们各有其优缺点,故而我们应利用它们的优点来建立起混合的、自适应的建模技术。建立dem格网需要人工完成,划分出的区块位置参数需要人工计算,每个区块的建模方法需要人工给定。需要研究由计算机根据格网划分原则实现格网划分的方法,研究计算机判断区块的地形特点的方法。有了这两点研究,混合建模就可以不需要人的参与,可以自主的划分dem格网并能确定各区块的位置,可以自主地选择合适的建模方法建立各区块的模型,即自适应建模。通过对现有的模型的理论研究和试验分析,我们认为:这些模型中,有些不便于实际应用,有些模型理论基础薄弱,还有的模型不能产生可靠的评估,因此不便于实际的应用。虽然也有一些数字地形模型的精度可以与传统的地图相比拟。然而还有待实际应用中的检验。鉴如此我们认为必须建立起更加完善的模型精度和误差评价体系。