等高线图上平三角提取地貌特征线方法

    陈晓倩 李少坤 贾付军

    摘 要：在Visual Studio 2012开发环境基础上 ，构建三角网TIN，实现平三角的提取;然后找出平三角容易出现的地区，会发现有三种地方让易出现平三角，对于如何處理平三角进行简单的思想概述，我们把平三角分为三种，接着对这三种情况进行分析，最后，找出主要的三类三角形的中位线，并且把它们连接起来，以此来达到提取出地貌特征线的结果。

    关键词：地貌特征线;平三角;中位线

    前言：地貌特征线是用来描述地形变化起伏，包括山脊线，山谷线等。地貌特征线对地貌综合和水文分析等方面的研究有着重要的研究意义。一方面，在地势地貌等方面有着重要的启示作用。另一方面，地貌特征线在实际应用等过程中有着重要作用。在2010年，采用3D D-P算法，为提取地貌特征点打下了良好的基础;2003年，艾廷华、祝国瑞、张根寿根据Delaunay三角网模型在矢量等高线基础之上，通过分析弯曲变化程度，获得平面图上的谷地系统拓扑结构，谷地树组织中的结构性大大提高，但是对于谷地在弯曲处结点的选取，还需要进一步的研究。许丽敏和薛安提出了提取等高线特征线的算法，有较好的效果，简单明了，效率较高;关于平三角的处理，2009年，于娟，张丽萍提出了平三角的提取方法，这种方法能够高效快速的提取出平三角，但是在平三角的提取中会出现些许误差，还需要深入算法研究。

    1 研究方法

    本论文在提取地貌特征线所采用的方法是建立地性线树，在建立地性线树时，如果该三角形的边有相邻的三角形，我们则提取该边的中点（也就是提取三角形的中位线），作为地貌特征点，然后依次寻找地貌特征点，建立地貌特征线。我们可以对包含平三角地区进行简单概括为以下三类。

    （1）在一个平三角形地区内，这个三角形有一个相邻的三角形，并且只存在这一个三角形，中位线则主要是由该三角形中的高低点及其所对边的中点连接得到的。

    （2）如果在一个平三角形地区内，这个三角形有两个相邻的三角形，中位线则是由这个三角形中两条公共边的中点连接而成的。

    （3）如果在一个平三角形地区内，这个三角形有三个相邻的三角形存在，中位线则由这个拥有三个相邻边的三角形的重心分别与三条公共边的中点连接而成。

    2 结果分析

    通过实验，可以得出利用平三角提取地貌特征线的方法，不仅能够提取出主地貌特征线，而且可以提取出地貌特征线的分支，并且可以有多层分支。如果在地形相对较为零散的地区采用平三角提取地貌特征线的方法，可以的出较好的效果。当然，我们在提取地貌特征线时，考虑到了山顶或洼地处、等高线弯曲较大处以及鞍部处的高程，地貌特征线的连贯程度较好保留，没有那么的破碎。底部的图层为原始的DEM图，将地貌特征线与原始等高线放在同一个缓冲区里，再利用3D D-P算法进行综合，最后回放得到的等高线结果，从回放的结果我们可以看出，相邻等高线之间的协调套合关系保留的较为良好，相邻等高线之间的拓扑关系保持的也较好，因此基本上可以判断利用这种算法提取的地貌特征线总体上是正确的。

    3 结论

    本文首先利用修改好的矢量等高线数据构建三角网，接着主要对平三角地区形成的原因以及哪些地区容易出现平三角进行分析，并在此基础上，通过讨论三种类型平三角的提取方法对构建地貌特征线的算法思路进行了详细的描述。利用算法得到的地貌特征线与等高线进行间接综合，进行等高线回放，与没有地貌特征线参与的等高线综合相比较，得出的结果发现有地貌特征线参与的地貌综合结果精度高。

    参考文献

    [1]张尧，樊红，李玉娥.一种基于等高线的地形特征线提取方法.测绘学报.2013.

    [2]吴艳兰，胡鹏.地貌综合的地图代数模型和方法研究.2004.[博士论文].武汉：武汉大学.

    [3]曲均浩，程久龙，崔先国.垂直剖面法自动提取山脊线和山谷线.测绘学报.2007.

    [4]黄丽娜，费立凡.采用3D D-P算法的等高线三维综合实验研究[J].武汉大学学报（信息科学版），2010，35（01）：55-58.

    [5]艾廷华，祝国瑞，张根寿.基于Delaunay三角网模型的等高线地形特征提取及谷地树结构化组织[J].遥感学报，2003，（04）：292-298+339.

    [6]许丽敏，薛安.基于Delaunay三角网与Voronoi图联合提取等高线骨架的地形重建算法研究[J].北京大学学报（自然科学版），2009，45（04）：647-652.

    [7]于娟，张丽萍，张永忠.基于ArcGIS空间处理模型的TIN平坦三角形处理[J].地理与地理信息科学，2009，25（02）：113.

    作者简介：陈晓倩（1994-），女，安徽省滁州市人，硕士在读。