四川省水利水电勘测设计研究院 四川成都 610500
摘要：随着数字化测图的发展，数字成图软件的运用也越来越普遍，对软件功能的开发也越来越深刻。本文阐述了三角网干涉法修正地形三角网的思路，及其在等高线生成处理中的应用方法，结合工程实例试验表明三角网干涉法的应用，大幅度的提升了内业数字成图的效率与质量。
关键词：数字成图，数字高程模型，调整，地性线
1 引言
由于工程特征，水利工程测区的高差一般较大且地形比较复杂，位于山区或丘陵，不论是野外碎部采集还是在内业数字化成图的难度都相对较大。由于地形条件限制，外业人员难以采集所有特征点或者碎部采集不能达到理想的精度，例如房屋的部分角、山脊山谷的部分点位难以采集。此条件下，传统的不规则三角网生成算法会导致等高线凹边界处生成大量的狭长三角形，影响地形表达模型的准确性和合理性[1]。这种情况下生成的数字高程模型（DEM）就不能真实反应地表形态，导致地表失真，产生三角形的边穿越等高线生成平三角形[2]。因此，生成的等高线就会有穿越河流、房屋，山脊山谷不合理的情况。此时，很多等高线都需要人工修改，往往内业修改的工作量就太大，工作效率很低，尤其在高差较大的测区更为明显。然而传统的处理方式是直接修改等高线，这样会增加野外作业人员大量的内业工作且工作效率低下，修改工作繁重。通过对三角网的组成方式进行人工干涉，比如根据实际地形对局部三角形进行重组、增加辅助高程点等方法，实现地形的真实表达，并提高地形图内业处理的工作效率。
2 三角网干涉法
三角网干涉法即根据对实际地形的对照，找到不合理的三角形，手动添加或修改三角形，以消除不合理的三角形，进行不规则三角形的优化[3]。为了解决DEM表达地形失真问题，从生成的等高线中找到与实地不符的等高线位置，并对其三角网进行修改，使生成的等高线具有合理性。三角网生成等高线是根据两点间距离加权分配高差，所以在修改过程中，有些地方碎部点已经满足，但是因为三角形的组成并不正确，从而导致等高线的走向不合理，此时则可以重组三角形即改变三角形的组成方式；在施测房屋或一些有规律可比量的地面建筑物及附着物时，由于一般情况下都未将所有特征点测出，在生成等高线时会穿越地物形成与实际不符的情况，因此我们在生成三角网之前可以在某些可比量的特征点位置加注辅助高程点；等高线是表示山脊、山谷这类复杂地形最为有效的方法，这时TIN能否合理表示实际地形特征也就显得尤为重要[4]，在某些区域的山头、鞍部以及图边谷地或山脊等处，缺少应有的地形特征点，因而解决这个问题方法首先通过已知等高线信息重建地性线[5]，在等高线生成时将其选择成地性线。
3 应用与及分析
根据实际工程中遇到的等高线不合理穿越水系、公路、房屋的处理方法及效果作为案例进行对比分析如下。图1为按常规流程方式生成的三角网及等高线，可以看出，等高线不合理穿越河流、道路的情况比较严重，且与实地的地形有较大差异，单纯修改等高线工作量比较大且繁杂。
图1中，整个河流范围都存在等高线不合理穿越的现象，公路约有三分之二存在不合理穿越的现象。分析等高线走向不合理的地方的原因，对水边线、公路等关键地方的三角网进行优化，在碎部点位未能到达的地方合理添加辅助点重新生成三角网。
图2为在公路边线和水边线上添加了辅助点及将公路和水域边界作为地性线后生成的三角网，这个过程可能要经过多次试生成等高线进行三角网调整，同时对某些不合理的地方进行三角形重组。从多次试生成等高线后最终组成的三角网可以看出，三角形没有直接穿越公路线和水边线的现象，三角形的某一条边都与公路线和水边线的方向一致，这样再生成等高线就不会存在不合理穿越的现象。房屋、河流、池塘等地物的内部标高基本上是一致的，所以在建立DTM时，应将它们作为闭合区域来处理[6]。
图3为经过干涉处理后的三角网生成的等高线，可以看出，经过干涉处理后的三角网生成的等高线走向更加合理，不再有不符常规的穿越河流、公路等现象，与实际的地形地貌一致，基本上不存在对等高线进行直接修改的现象。
成等高线
根据常规方法和三角网干涉法生成等高线的方法进行对比分析，案例中通过重组三角形，增加地性线，增加辅助高程点的方法，可以大幅度提高工作效率和等高线生成的质量。在长约180米的河道中，不合理三角网组成几乎占据了整个河道。在4座房屋中，每座房屋都由于高程点的不足造成生成的三角网不合理，导致等高线穿越房屋。
采用重组三角形、添加地性线及增加辅助高程点的三角网干涉法大约用时比直接修改等高线能节约一半左右。对于地形越复杂的测区，三角网干涉法的效果越加明显，也更适用三角网干涉法。
4结论
本文结合实际工作，阐述了三角网干涉法即重组三角网、增加地性线及加注辅助高程点在实际工作中的运用。三角网干涉法消除了在构网时出现的不合理现象，减少了内业等高线的修改率，得到了更加合理的等高线，在等高线生成过程中取得了较好的效果。
参考文献
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[5]江帆,王志伟,朱长青,安敏.基于地性线的不规则三角网优化构建算法[J].武汉大学学报（信息科学版）,2007.2(2):124-126.
[6]赖洪斌，李永树.基于不规则三角网的DTM若干问题的探讨[J].重庆交通学院学报, 2004.4(2):90-93.
论文作者:肖文全
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/10/16
标签：等高线论文; 角形论文; 地形论文; 不合理论文; 高程论文; 不规则论文; 方法论文; 《基层建设》2017年第19期论文;