dem数据组织与管理

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1、第2章DEM数据组织与管理主要内容概述DEM数据模型DEM数据结构DEM数据库管理2.0概述空间对象建立过程DEM建立的一般过程•数字高程模型是地形曲面的数字化表达，也就是说，DEM是在计算机存储介质上科学、真实地描述、表达和模拟地形曲面实体，因此它的建立实际上是一种地形数据的建模过程。•DEM的建立首先要对地形曲面进行抽象、总结和提炼，形成高度概括的地形曲面数据模型，然后在此数据模型基础上，将观测数据按照一定的结构组织在一起，形成对数据模型的表述，最后借助计算机实现数据管理和地形重建。•按一定结构组织在一起的地形数据，一般通过数据库进行管理和调度（当然小范围的数据也可采用文件形

2、式进行管理）。空间数据库数据库功能：与数据结构有关空间索引机制遵循一般空间数据库原则DEM数据库设计基本原则2.1DEM数据模型空间数据模型属于概念层次的空间对象语义描述。三种抽象类型•对象模型•网络模型•场模型镶嵌数据模型基本思想在二维区域上的网络划分来覆盖整个研究区域网络特征参数分辨率、方位、形状、位置类型规则镶嵌数据模型和不规则镶嵌数据模型应用范围连续变化空间对象模拟；三维离散数据空间建模；镶嵌数据模型•镶嵌数据模型（Tessellationmodel）源于这样的思想：空间对象可用相互连接在一起的网络来覆盖和逼近，或者说用在二维区域上的网络划分来覆盖整个研究区域。•镶嵌数据

3、模型特别适合于对三维离散空间数据的表达，以及对具有连续变化的空间对象的模拟。网络的特征参数包括网格尺寸、形状、方位等，对同一地理现象可以由若干不同的尺度、不同的聚分性网络来覆盖。•镶嵌数据模型按照网格形状可分为规则镶嵌数据模型和不规则镶嵌数据模型，镶嵌模型的典型应用是地形曲面模拟，即数字高程模型，其中基于正方形网络的镶嵌数据模型为栅格DEM，而基于不规则镶嵌数据模型为不规则三角网DEM。镶嵌数据模型规则镶嵌数据模型概念：就是用规则的小面块集合来逼近不规则分布的地形曲面。在二维空间中可以有多种可能的规则格网划分方法,如图。基于正方形的规则镶嵌数据模型是应用最为广泛的数据模型，同时也

4、是目前数字高程模型的主要结构之一。镶嵌数据模型规则镶嵌数据模型构造规则镶嵌模型的方法：用数学手段将研究区域进行网格划分，把连续的地理空间离散为互不覆盖的网格，然后对网格单元附加相应的属性信息（即高程值）。例如对规则格网的DEM而言，一般通过曲面拟合方法求得栅格单元的高程值。镶嵌数据模型规则镶嵌数据模型评价优点：（1）其数据结构为通常的二维矩阵结构，每个网格单元表示二维空间的一个位置，不管是沿水平方向还是垂直方向，均能方便地利用简单的数学公式访问任何位置的格网单元；（2）处理这种结构的算法比较多而且成熟，大多数计算机程序语言都有矩阵处理功能。（3）以矩阵形式存储和组织数据还具有隐式

5、坐标，即格网单元的平面坐标隐含在矩阵的行列号之中，从而不需要进行坐标数字化。缺点：是不管地形变化复杂还是简单，均采用相同的结构，导致数据冗余而给数据管理带来不便。镶嵌数据模型规则格网数据模型的两个理解适用于什么地形？格网栅格的观点：格网单元的数值即其中所有点的值，对应实地单元区域内高程为均一高程。点栅格观点：格网单元的数值是格网中心点的数值，其它任意点高程通过内插方式确定镶嵌数据模型不规则镶嵌数据模型概念：是指用来进行镶嵌的小面块具有不规则的形状和边界，如图。镶嵌数据模型不规则镶嵌数据模型构造方法：在DEM中，基于三角形的不规则镶嵌模型又称为不规则三角网（Triangulated

6、IrregularNetwork，简称TIN），是DEM的又一主要表达形式。区域内任意点的取值：三角形顶点-取顶点值三角形边上-通过两端点内插三角形内-平面内插函数TIN模型是三维空间上的分段线性模型，整个区域内连续但不可微。镶嵌数据模型不规则镶嵌数据模型评价特点：不规则三角网数字高程模型由连续的三角面组成，三角形的形状、大小取决于不规则分布的点的位置和密度。地形变化越简单，采样点就越少，则单元格就越大；反之地形变化比较复杂，数据点分布比较密集，格网单元就越小。•与规则格网的区别：TIN模型不需要维护模型的结构规则性，不但能灵活地随地形的复杂程度而改变格网单元大小，避免平坦地形的

7、数据冗余，而且又能按地形特征点线如山脊点、山谷线、地形变化线等表示地形特征。镶嵌数据模型特征嵌入式数据模型（Featurepreserved-DEM，F-DEM）是矢量栅格混合数据模型中的一种，即将特征要素（points、linesandareas，PLA）嵌入到规则或不规则镶嵌数据模型中。基于F-DEM数据模型构建的梯田DEM2.2DEM数据结构2.2.1规则格网DEM数据结构（1）简单矩阵结构规则格网DEM的数据在水平方向和垂直方向的间隔相等，格网点的平面坐标隐含在行列号中，