一种数字高程模型自动置平方法与流程

技术领域

本发明涉及模型构建技术领域，特别涉及一种针对海洋陆地水域面( 海洋、湖泊、河流等) 区域DEM格网点的数字高程模型自动置平方法。

背景技术：

数字高程模型(Digital Elevation Model)，简称DEM。随着测绘科学技术的进步和测绘地理信息成果应用范围的扩大，DEM成果质量要求逐渐提高并且精细化。伴随着机载激光雷达技术的应用，该技术所采集的激光点云数据使高精度、高精细的表现数字高程模型成为可能。但是目前对海洋陆地水域面( 海洋、湖泊、河流等) 区域DEM格网点高程表示还是不够精细美观。本方法正是为了解决该问题而提出。

海洋、湖泊、水库等海陆部面状水体由于特殊的似静态性特征，其水域表面具有近似统一的高程，可采用统一高程值对区域内DEM 格网点高程统一赋值置平。河流水域面是一种总体倾斜的复杂渐变曲面，无法通过数学表达式来整体拟合表达，因而采用数学插值或拟合方法直接对河流水域面DEM 格网点高程赋值难度极大。目前，现有的DEM 生产软件基本上都未考虑解决河流区域DEM 格网点高程与河流水域面保持一致的问题，相关技术研究寥寥无几。尽管GPS RTK(实时动态测量)、回声测深仪( 声纳) 等测深技术手段能获得水深数据来修正河流区域DEM 格网点高程，但这类测深手段成本昂贵，在大范围DEM 生产中并不现实。因此，实现简洁有效的河流区域DEM 格网点高程赋值方法，使其符合实际地表形态，是亟待研究解决的一个技术难题。

根据规范要求静止水域范围内的DEM高程值应一致，其高程值应取常水位高程。流动水域内的DEM高程应自上而下平缓过渡，并且与周围地形高程之间的关系正确、合理。

目前需要一种区域分割方法遵照规范的要求，对静止的水域按照最低值给水域赋值。河流运河等运动水体按照高程分区域以斜面与平面交替表示的方式进行高程赋值，保证相邻分块间能平滑、连续地拼接。其中水域的矢量范围为DLG（数字线划图）水系层表示的水体边界的地理位置。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的技术难题，采用区域分割的方法为河流区域DEM 自动赋值。采用分块内插思想，根据河流两岸高差分割河流水域面，构成分块区域，在分块内进行填平与斜面交替的对水域范围线上点赋值，有效解决了河流区域DEM高程自动赋值的难题。精细美观的表达了水域面地表形态，具有良好的实用性和可靠性。

本发明实施例提供一种数字高程模型自动置平方法，其中该方法包括如下步骤：

提取水域范围线：根据已有的矢量数据提取水域范围线，并根据现势的的正射影像数据更新添加水域范围线；

生水域范围内的高程模型：根据水域范围缓冲构网生成高程数据模型；

根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；

生成标准的数字高程模型：通过三角网转换法生成方法，分幅生成对应的DEM成果数据。

一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述提取水域范围线：根据已有的矢量数据提取水域范围线，并根据现势的的正射影像数据更新添加水域范围线；

其中，所述提取水域范围线的步骤具体可为：

提取矢量数据：提取数字线划图水系层的矢量数据；

绘制新增水系范围：叠置水系数据与正射影像数据，绘制新增的水系范围。

一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述生水域范围内的高程模型：根据水域范围缓冲构网生成高程数据模型；

其中，所述生水域范围内的高程模型的具体步骤为：

生成包含水岸范围矢量图：对提出的水域范围线向水岸方向缓冲生成包含水岸范围的矢量面；

生成高程数据模型：取缓冲区范围内的分类后点云，根据点云构建不规则三角网TIN网，生成涵盖水岸线的高程数据模型。

一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；

其中，所述根据模型判断静止水域与流动水域的具体步骤为：

对水域的静止性、流动性进行判断：遍历每个水域范围矢量线，等间距提取水岸线上的高程，通过公式运算提取最大值，通过公式运算提取最小值，将获得的最大值与最小值进行差值运算结果判断水域的流动性或静止性；当运算出的最大值与最小值的得差小于规范要求该比例尺高程精度要求值的0.5倍时，该差值进行忽略；

在公式中，为获取的最大值,该公式n为从1至k点中找到高程最大值，h代表水域平面高程；

在公式中，为获取的最小值,该公式n为从1至k点中找到高程最小值，h代表水域平面高程；

检查判断水域附高程值得正确性：通过对水体范围内DEM 格网点高程不同值的，以特定颜色实时显示来对DEM 质量进行检查修改; 对不符合地理常识的区域会生成检查文本，并可通过坐标索引来检查修改。

一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述对水域的静止性、流动性进行判断的具体步骤为：

静止水域赋高程值：针对静止水域，对该区域统一附获取的最小高程值；

流动水域赋高程值：针对流动水域，以最小值为起点，按照范围线两侧进行等距递进，分割水域，以分割水域的最低点与最高点交替生成平面与斜面；将生成的面与水域线求相交，按照面的高程等间距对分割的水域线附高程值，直至到达该水域范围的最高点；流动水域即用交替分段的斜面与平面表示。

一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；

其中，所述根据模型判断静止水域与流动水域的具体步骤为：

对水域的静止性、流动性进行判断：遍历每个水域范围矢量线，等间距提取水岸线上的高程，通过公式运算提取最大值，通过公式运算提取最小值，将获得的最大值与最小值进行差值运算结果判断水域的流动性或静止性；当运算出的最大值与最小值的得差小于规范要求该比例尺高程精度要求值的0.5倍时，该差值进行忽略；

在公式中，为获取的最大值,该公式n为从1至k点中找到高程最大值，h代表水域平面高程；

在公式中，为获取的最小值,该公式n为从1至k点中找到高程最小值，h代表水域平面高程；

静止水域赋高程值：针对静止水域，对该区域统一附获取的最小高程值；

流动水域赋高程值：针对流动水域，以最小值为起点，按照范围线两侧进行等距递进，分割水域，以分割水域的最低点与最高点交替生成平面与斜面；将生成的面与水域线求相交，按照面的高程等间距对分割的水域线附高程值，直至到达该水域范围的最高点；流动水域即用交替分段的斜面与平面表示；

检查判断水域附高程值得正确性：通过对水体范围内DEM 格网点高程不同值的，以特定颜色实时显示来对DEM 质量进行检查修改; 对不符合地理常识的区域会生成检查文本，并可通过坐标索引来检查修改。

由此可见：

本发明实施例中的方法采用区域分割的方法为河流区域DEM 自动赋值。采用分块内插思想，根据河流两岸高差分割河流水域面，构成分块区域，在分块内进行填平与斜面交替的对水域范围线上点赋值，有效解决了河流区域DEM高程自动赋值的难题。精细美观的表达了水域面地表形态，具有良好的实用性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的数字高程模型自动置平方法的流程示意图；

图2为本发明的实施例提供的提取水域范围线步骤的流程示意图；

图3为本发明的实施例提供的生水域范围内的高程模型步骤的流程示意图；

图4为本发明的实施例提供的根据模型判断静止水域与流动水域步骤的流程示意图之一；

图5为本发明的实施例提供的对水域的静止性、流动性进行判断步骤的流程示意图；

图6为本发明的实施例提供的根据模型判断静止水域与流动水域步骤的流程示意图之一。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

图1为本实施例提供的一种数字高程模型自动置平方法的流程示意图。如图1所示，一种数字高程模型自动置平方法，该方法包括如下步骤：

提取水域范围线：根据已有的矢量数据提取水域范围线，并根据现势的的正射影像数据更新添加水域范围线；

生水域范围内的高程模型：根据水域范围缓冲构网生成高程数据模型；

根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；

生成标准的数字高程模型：通过三角网转换法生成方法，分幅生成对应的DEM成果数据。

如图2所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述提取水域范围线：根据已有的矢量数据提取水域范围线，并根据现势的的正射影像数据更新添加水域范围线；

其中，所述提取水域范围线的步骤具体可为：

提取矢量数据：提取数字线划图水系层的矢量数据；

绘制新增水系范围：叠置水系数据与正射影像数据，绘制新增的水系范围。

如图3所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述生水域范围内的高程模型：根据水域范围缓冲构网生成高程数据模型；

其中，所述生水域范围内的高程模型的具体步骤为：

生成包含水岸范围矢量图：对提出的水域范围线向水岸方向缓冲生成包含水岸范围的矢量面；

生成高程数据模型：取缓冲区范围内的分类后点云，根据点云构建不规则三角网TIN网，生成涵盖水岸线的高程数据模型。

如图4所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；

其中，所述根据模型判断静止水域与流动水域的具体步骤为：

对水域的静止性、流动性进行判断：遍历每个水域范围矢量线，等间距提取水岸线上的高程，通过公式运算提取最大值，通过公式运算提取最小值，将获得的最大值与最小值进行差值运算结果判断水域的流动性或静止性；当运算出的最大值与最小值的得差小于规范要求该比例尺高程精度要求值的0.5倍时，该差值进行忽略；

在公式中，为获取的最大值,该公式n为从1至k点中找到高程最大值，h代表水域平面高程；

在公式中，为获取的最小值,该公式n为从1至k点中找到高程最小值，h代表水域平面高程；

检查判断水域附高程值得正确性：通过对水体范围内DEM 格网点高程不同值的，以特定颜色实时显示来对DEM 质量进行检查修改; 对不符合地理常识的区域会生成检查文本，并可通过坐标索引来检查修改。

如图5所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述对水域的静止性、流动性进行判断的具体步骤为：

静止水域赋高程值：针对静止水域，对该区域统一附获取的最小高程值；

流动水域赋高程值：针对流动水域，以最小值为起点，按照范围线两侧进行等距递进，分割水域，以分割水域的最低点与最高点交替生成平面与斜面；将生成的面与水域线求相交，按照面的高程等间距对分割的水域线附高程值，直至到达该水域范围的最高点；流动水域即用交替分段的斜面与平面表示。

下面以一个更具体的一个细节方面的例子来对本技术进行详细描述。

如图1所示，一种数字高程模型自动置平方法，该方法包括如下步骤：

提取水域范围线：根据已有的矢量数据提取水域范围线，并根据现势的的正射影像数据更新添加水域范围线；首先获取制作区域的地形图矢量数据，选取水系图层，提取制作区域的水域范围线。将提取的水域范围线与现势的正射影像数据叠加，添加新更新的水域范围线。

生水域范围内的高程模型：根据水域范围缓冲构网生成高程数据模型；根据提取的水域范围线，缓冲该范围线，构建包涵水岸线的高程数据模型。

根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；高程变化较小的湖泊、池塘等为静止水域。高程变化较大的河流等为流动水域。

生成标准的数字高程模型：通过三角网转换法，分幅生成对应的DEM成果数据。

如图2所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述提取水域范围线：根据已有的矢量数据提取水域范围线，并根据现势的的正射影像数据更新添加水域范围线；

其中，所述提取水域范围线的步骤具体可为：

提取矢量数据：获取制作区域的数字线划图，提取数字线划图水系层的矢量数据；

绘制新增水系范围：叠置水系数据与现势正射影像数据，绘制新增的水系范围。

如图3所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述生水域范围内的高程模型：根据水域范围缓冲构网生成高程数据模型；

其中，所述生水域范围内的高程模型的具体步骤为：

生成包含水岸范围矢量图：对提出的水域范围线向水岸方向缓冲生成包含水岸范围的矢量面；该矢量面主要包含水岸线即可，主要目的是为了获取水岸线的高程数据。

生成高程数据模型：取缓冲区范围内的分类后点云，根据点云构建不规则三角网TIN网，生成涵盖水岸线的高程数据模型。

如图4所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；

其中，所述根据模型判断静止水域与流动水域的具体步骤为：

对水域的静止性、流动性进行判断：遍历每个水域范围矢量线，等间距提取水岸线上的高程，通过公式运算提取最大值，通过公式运算提取最小值，将获得的最大值与最小值进行差值运算结果判断水域的流动性或静止性；当运算出的最大值与最小值的差小于规范要求该比例尺高程精度要求值的0.5倍时，该差值进行忽略；

在公式中，为获取的最大值,该公式n为从1至k点中找到高程最大值，h代表水域平面高程；

在公式中，为获取的最小值,该公式n为从1至k点中找到高程最小值，h代表水域平面高程；

检查判断水域附高程值得正确性：通过对水体范围内DEM 格网点高程不同值的，以特定颜色实时显示来对DEM 质量进行检查修改; 对不符合地理常识的区域会生成检查文本，并可通过坐标索引来检查修改。保证DEM的正确性与美观性。

如图5所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述对水域的静止性、流动性进行判断的具体步骤为：

静止水域赋高程值：针对静止水域，对该区域统一附获取的最小高程值；保证生成的水域模型不能高出水岸线，确保水域模型的合理性。

流动水域赋高程值：针对流动水域，以最小值为起点，按照范围线两侧进行等距递进，分割水域，以分割水域的最低点与最高点交替生成平面与斜面；将生成的面与水域线求相交，按照面的高程等间距对分割的水域线附高程值，直至到达该水域范围的最高点；流动水域即用交替分段的斜面与平面表示。该表示方式即解决了流动水域DEM模型的合理表示，又在模型中美观的表示了流动水域。

实施例2：

图1为本实施例提供的一种数字高程模型自动置平方法的流程示意图。如图1所示，一种数字高程模型自动置平方法，该方法包括如下步骤：

提取水域范围线：根据已有的矢量数据提取水域范围线，并根据现势的的正射影像数据更新添加水域范围线；

生水域范围内的高程模型：根据水域范围缓冲构网生成高程数据模型；

根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；

生成标准的数字高程模型：通过三角网转换法生成方法，分幅生成对应的DEM成果数据。

如图2所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述提取水域范围线：根据已有的矢量数据提取水域范围线，并根据现势的的正射影像数据更新添加水域范围线；

其中，所述提取水域范围线的步骤具体可为：

提取矢量数据：提取数字线划图水系层的矢量数据；

绘制新增水系范围：叠置水系数据与正射影像数据，绘制新增的水系范围。

如图3所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述生水域范围内的高程模型：根据水域范围缓冲构网生成高程数据模型；

其中，所述生水域范围内的高程模型的具体步骤为：

生成包含水岸范围矢量图：对提出的水域范围线向水岸方向缓冲生成包含水岸范围的矢量面；

生成高程数据模型：取缓冲区范围内的分类后点云，根据点云构建不规则三角网TIN网，生成涵盖水岸线的高程数据模型。

如图6所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中， 所述根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；

其中，所述根据模型判断静止水域与流动水域的具体步骤为：

对水域的静止性、流动性进行判断：遍历每个水域范围矢量线，等间距提取水岸线上的高程，通过公式运算提取最大值，通过公式运算提取最小值，将获得的最大值与最小值进行差值运算结果判断水域的流动性或静止性；当运算出的最大值与最小值的得差小于规范要求该比例尺高程精度要求值的0.5倍时，该差值进行忽略；

在公式中，为获取的最大值,该公式n为从1至k点中找到高程最大值，h代表水域平面高程；

在公式中，为获取的最小值,该公式n为从1至k点中找到高程最小值，h代表水域平面高程；

静止水域赋高程值：针对静止水域，对该区域统一附获取的最小高程值；

流动水域赋高程值：针对流动水域，以最小值为起点，按照范围线两侧进行等距递进，分割水域，以分割水域的最低点与最高点交替生成平面与斜面；将生成的面与水域线求相交，按照面的高程等间距对分割的水域线附高程值，直至到达该水域范围的最高点；流动水域即用交替分段的斜面与平面表示；

检查判断水域附高程值得正确性：通过对水体范围内DEM 格网点高程不同值的，以特定颜色实时显示来对DEM 质量进行检查修改; 对不符合地理常识的区域会生成检查文本，并可通过坐标索引来检查修改。

下面以一个更具体的一个细节方面的例子来对本技术进行详细描述。

本发明的大部分技术特征与实施例1相同或相似，对相同部分技术特征在此不再赘述。

如图1所示，一种数字高程模型自动置平方法，该方法包括如下步骤：

提取水域范围线：根据已有的矢量数据提取水域范围线，并根据现势的的正射影像数据更新添加水域范围线；

生水域范围内的高程模型：根据水域范围缓冲构网生成高程数据模型；

根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；

生成标准的数字高程模型：通过三角网转换法生成方法，分幅生成对应的DEM成果数据。

如图2所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述提取水域范围线：根据已有的矢量数据提取水域范围线，并根据现势的的正射影像数据更新添加水域范围线；

其中，所述提取水域范围线的步骤具体可为：

提取矢量数据：提取数字线划图水系层的矢量数据；

绘制新增水系范围：叠置水系数据与正射影像数据，绘制新增的水系范围线。

如图3所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中，所述生水域范围内的高程模型：根据水域范围缓冲构网生成高程数据模型；

其中，所述生水域范围内的高程模型的具体步骤为：

生成包含水岸范围矢量图：对提出的水域范围线向水岸方向缓冲生成包含水岸范围的矢量面；

生成高程数据模型：取缓冲区范围内的分类后点云，根据点云构建不规则三角网TIN网，生成涵盖水岸线的高程数据模型。

如图6所示，一种数字高程模型自动置平方法，其中， 所述根据模型判断静止水域与流动水域：依据生成的涵盖水岸线的高程数据模型，通过计算比较范围内高程变化来判断静止水域或流动水域；

其中，所述根据模型判断静止水域与流动水域的具体步骤为：

对水域的静止性、流动性进行判断：遍历每个水域范围矢量线，等间距提取水岸线上的高程，通过公式运算提取最大值，通过公式运算提取最小值，将获得的最大值与最小值进行差值运算结果判断水域的流动性或静止性；当运算出的最大值与最小值的得差小于规范要求该比例尺高程精度要求值的0.5倍时，该差值进行忽略；

在公式中，为获取的最大值,该公式n为从1至k点中找到高程最大值，h代表水域平面高程；

在公式中，为获取的最小值,该公式n为从1至k点中找到高程最小值，h代表水域平面高程；

静止水域赋高程值：针对静止水域，对该区域统一附获取的最小高程值；

流动水域赋高程值：针对流动水域，以最小值为起点，按照范围线两侧进行等距递进，分割水域，以分割水域的最低点与最高点交替生成平面与斜面；将生成的面与水域线求相交，按照面的高程等间距对分割的水域线附高程值，直至到达该水域范围的最高点；流动水域即用交替分段的斜面与平面表示；

检查判断水域附高程值得正确性：通过对水体范围内DEM 格网点高程不同值的，以特定颜色实时显示来对DEM 质量进行检查修改; 对不符合地理常识的区域会生成检查文本，并可通过坐标索引来检查修改。

前述的方法描述和示意图仅被提供作为示例性的示例且其不意在需要或隐含必须以所给出的顺序执行上述操作或各个方面的步骤。如本领域的技术人员将明白的，可以以任何顺序来执行在前述方面中的框的顺序。诸如“其后”、“然后”、“接下来”等之类的词并不意在限制操作或步骤的顺序；这些词仅用于引导读者遍历对方法的描述。此外，任何对权利要求元素的单数引用，例如，使用冠词“一”、“一个”或“该”不被解释为将该元素限制为单数。

结合本文中公开的方面描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的可交换性，上文对各种说明性的组件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个方法所施加的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定的应用，以变通的方式来实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应被解释为引起脱离本发明的保护范围。

由此可见：

本发明实施例中的方法采用区域分割的方法为河流区域DEM 自动赋值。采用分块内插思想，根据河流两岸高差分割河流水域面，构成分块区域，在分块内进行填平与斜面交替的对水域范围线上点赋值，有效解决了河流区域DEM高程自动赋值的难题。精细美观的表达了水域面地表形态，具有良好的实用性和可靠性。

提供所公开的方面的前述描述，以使本领域的任何技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域技术人员来说，对这些方面的各种修改将是显而易见的，并且本文定义的总体原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它实施例。因此，本发明不旨在受限于本文给出的方面，而是与符合与本文公开的原理和新颖特征相一致的最宽的范围。