标准数学曲面下的格网DEM构建系统文献综述

 2022-11-20 02:11

文献综述(或调研报告):

1、规则格网DEM近年发展

20世纪50年代中期,正当计算机技术蓬勃发展之时,人们已经预见到将摄影测量技术、制图技术和计算机技术结合起来,用于解决工程问题的潜在能力。美国麻省理工学院Miller教授于1956年率先提出数字地面模型DTM(Digital Terrain Model),即在任一坐标系中,选取大量已知其(x,y,z)坐标值的地形点,用来表示连续的地表面,将这些点的三维坐标值输入计算机中,然后用这些数据来分析解决各种与地形有关的问题。DTM最初是为实现高速公路的自动设计而提出的。在此后的四十多年间,随着数字地面模型理论、方法的日趋成熟,其应用领域也随之扩展到GIS、工程勘测和规划、制图自动化、遥感测绘、资源调查、灾情监控等诸多领域。

数字地面模型DTM被诠释为地表勘测成果的数字化表现形式,其实质是在空间数据库中存贮并管理的空间地形数据集合的统称,是带有空间位置特征和地表形态属性特征的数字描述

若只考虑数字地面模型的地形分量(即高程分量),则通常称之为数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)。其定义如下:

数字高程模型DEM是表示区域D上地形的三维向量有限序列{}

其中()是平面坐标,是对应的高程。

通常,选取能够较好地描述地形变化特征部位的点作为序列中的向量,这些向量点在三维空间中形成连续的局部平面三角形来拟合真实地表面,这种数字高程模型称为不规则三角网(Triangular Irregular Network,简称TIN)。如果该序列中各向量的平面点位呈规则格网排列,其平面坐标(托YD可省略,此时数字高程模型就简化为一维向量序列{,i=l,2,hellip;,n},这种数字高程模型被称为栅格型DEM。TIN实质上采用了矢量型数据结构,由于它可以根据地形变化特征来进行采样,因此可以避免数据冗余、节省数据存储空间。但是与栅格型数据结构相比,矢量数据结构本身算法设计复杂,无法有效体现GIS空间分析的优势;同时,由于计算机技术的发展,存储空间并不是制约DEM发展的主要障碍。因此,栅格DEM成为DEM中的主导数据格式。

2、数学公式解析器

如何编写一个程序,使它能接受包含数字表达式的字符串作为输入,并能直接计算得到结果,只有专业的软件才能做到。高级语言将算术表达式转化为计算机可执行指令的过程,称之为表达式的解析。在实际项目开发中如果需要解析数学公式,无须再运用解释器模式进行设计,可以直接使用一些第三方解析工具包,它们可以统称为数学表达式解析器(Math Expression Parser, MEP),如Expression4J、Jep、JbcParser、Symja、Math Expression String Parser(MESP)等来取代解释器模式,它们可以方便地解释一些较为复杂的文法,功能强大,且使用简单,效率较好。

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