不规则三角网(TIN)
arcgis 中 TIN DEM分别是什么意思?百度知道

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DEM(digital elevation model):数字高程模型。以高程表达地面起伏形态的数字集合。
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回答者: G易水寒 来自团队 方舟十一号 | 三级 采纳率:52%
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更多关于arcgis的tin数据有什么用途?的问题>>
2010-4-11 2010-4-12 2011-9-21 2009 - 11 - 30 2009-4-23
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相关内容 如何在Arcgis中将DEM数据TIN模型? 2 您好,我还想问一下如何在ArcGIS中将DEM模型生成TIN模型? 3 arcgis中怎么利用离散点构建DEM模型? 一定非要先创建TIN模型吗? 怎样在arcgis中求取原始DEM数据层的最大高程值 8 请问在ArcGIS中如何生成DEM? 5
tin数据结构名词解释

tin数据结构名词解释
1、tin数据结构名词解释:TIN数据结构即是不规则三角网,也名“曲面数据结构”,是一种矢量数据。
根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络,数字高程模型由连续的三角面组成,三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置。
2、TIN即是不规则三角网,也名“曲面数据结构”,是一种矢量数据。
根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络,数字高程模型由连续的三角面组成,三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置。
不规则角网(TIN)的建立

5.2 TIN的建立
目前散点域的三角剖分使用最为广泛的算法是 Delaunay直接三角剖分算法。 根据实现过程,把DT分成三类:
1)三角网生长算法 2)逐点插入算法
3)分割合并算法
2019/2/7 28
第5章 不规则三角网(TIN)的建立
1、三角网生长算法
目前这类算法主要有地形骨架法、地形滤波 法等。
2019/2/7 23
• 地形骨架法:
– 利用地形特征点、线建立地形的骨架模型, 然后对其进行插点,达到预定的精度;
• 地表滤波法:
– 将格网DEM看作为一幅数字图像,可使用空 间高通滤波器对其滤波,保留图像中的高频 信息,即为地形特征点,滤掉低频信息也即 对地形特征而言不重要的点,在此基础上建 立TIN模型。
2019/2/7 24
第5章 不规则三角网(TIN)的建立
5.1.3 三角剖分算法分类与特点
5.1 TIN概述
从混合数据生成三角网(P70)
混合数据:是指链状数据 (如断裂线、河流线等)与规 则格网采样数据结合形成的一 种数据。
此种数据建立三角网的方法: 首先分解规则三角形,然后考 虑特征线上的点,在格网中生 成不规则三角形。
2019/2/7
根据规则数据建成的三角形格网
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第5章 不规则三角网(TIN)的建立
5.1.3 三角剖分算法分类与特点
5.1 TIN概述
规则分布采样数据三角剖分
重要点法DEM建模有两个关键步骤: 1)确定格网点的“重要程度”:全局最重要或局 部最重要; 2)确定终止条件:达到预设的点数或预设的精度、 或两者折中。
2019/2/7 15
不规则三角网(TIN)的建立分析

2018/10/22 5
数据和TIN的类型
用来进行TIN构建的原始数据根据数据点之间的约束 条件可分为无约束数据域和约束数据域两种类型。
2018/10/22
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不规则三角网(TIN)的建立
T:三角化( Triangulated )是离散数据的三角剖分 过程,也是TIN的建立过程。位于三角形内的任意一点 的高程值均可以通过三角形平面方程唯一确定。 I:不规则性( Irregular ),指用来构建TIN的采样 点的分布形式。TIN具有可变分辨率,比格网DEM能更 好反映地形起伏。 N:网( Network ),表达整个区域的三角形分布形 态,即三角形之间不能交叉和重叠。三角形之间的拓 扑关系隐含其中。
平方之比最小。
对角线准则:两三角形组成的凸四边形的两条对角线之比。这一准
则的比值限定值,须给定,即当计算值超过限定值才进行优化。
2018/10/22
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说明:
1)三角形准则是建立三角形格网的基本原 则,应用不同的准则将会得到不同的三角网。 2)一般而言,应尽量保持三角网的唯一性, 即在同一准则下由不同的位置开始建立三角 形格网,其最终的形状和结构应是相同的。 3)空外接圆准则、最大最小角准则下进行 的三角剖分称为Delaunay (译为狄洛尼或德 劳内)三角剖分(Triangulation),简称DT。 空外接圆准则也叫Delaunay法则。
扩张生长算法与收缩算法过程刚好相反,是从一个 三角形开始向外层层扩展,形成覆盖整个区域的三角 网。
2018/10/22 15
不规则三角网(TIN)的建立

不规则三角网(TIN)的建立算法
马仕航 1410040222
2016/11/20
1
TIN概述
5.1.1 TIN的理解 5.1.2 TIN的三角剖分准则
5.1.3
点
三角剖分算法分类与特
2016/11/20
2
TIN的基本概念
不规则三角网(Triangulated Irregular Network 简称TIN):是用一系列互不交叉、互不重叠的连接在一 起的三角形来表示地形表面。TIN既是矢量结构又有栅格 的空间铺盖特征,能很好地描述和维护空间关系。
20
2、逐点插入算法 :
• 1)定义包含所有数据点的最小外界矩形范围,并以此作 为最简单的凸闭包。 • 2)按一定规则将数据区域的矩形范围进行格网划分(如 限定每个格网单元的数据点数)。 • 3)剖分数据区域的凸闭包形成两个超三角形,所有数据 点都一定在这两个三角形范围内。 • 4)对所有数据点进行循环,作如下工作(设当前处理的 数据点为P):
将等高线作为特征线的方法;
自动增加特征点及优化TIN的方法。
2016/11/20
25
等高线离散点直接生成TIN方法
该方法直接将等高线离散化,然后利用常用TIN的生成 算法,该方法没有考虑离散点间原有的连接关系,模拟 的地形就会失真,具体表现为三角形的边穿越等高线和 存在平三角形的两种情况。 在实际应用中该方法较少使用。
无约束数据域是指数据点之间不存在任何关系,即 数据分布完全呈离散状态,数据点之间在物理上相互 独立。
约束数据域则是部分数据点之间存在着某种联系, 这种联系一般通过线性特征来维护,如地形数据中的 山脊线、山谷线上的点等。
2016/11/20
不规则三角网(TIN)生成的算法

可见,由于步骤(3)的处理,保证相邻的数据点渐次插入,并通过搜寻加入点的影响三角网(Influence Triangulation),现存的三角网在局部范围内得到了动态更新。从而大大提高了寻找包含数据点的三角形的效率。
5.3
当不相交的地形特征线、特殊的范围边界线等被作为预先定义的限制条件作用于TIN的生成当中时,必须考虑带约束条件的Delaunay三角网。最简单的处理方法是所谓的“加密法”,即通过加密约束线段上的数据点,将约束数据转换为普通数据,从而按标准Delaunay三角形剖分即可。尽管该方法加大了数据量并改变了原始数据集,但由于简单易行、稳定可靠,在许多情况下可以很好地满足需要。该方法唯一的问题在于如何恰当地确定特征线上加密数据点之间的距离,一般取平均数据点间距的一半或更小即可。以下内容主要介绍直接处理约束线段的算法。
定义2:令单点集M和线段端点集E之并为V(V=M∪E),如果在V的每个Delaunay三角形的外接圆范围内不包含任何与三角形的顶点均通视的其它点,而点Pi与Pj(Pi,Pj∈V)当且仅当连线PiPj不与L中的任何约束线段相交叉(除在端点处外)时才互相通视,那么称这个Delaunay三角网为V由L约束的Delaunay三角网(朱庆,陈楚江,1998)。
(a)三角形与等高线相交;(b)三角形的三个顶点都位于同一条等高线上
图5.3.3对等高线进行不合理三角化的例子
将等高线作为特征线生成三角网一般有两种算法:将等高线作为特征线的方法、自动增加特征点及优化TIN的方法。
将每一条等高线当作断裂线或结构线时,对三角形而言,至多只能从同一等高线取两个点。图5.3.4显示了一个考虑等高线特性的Delaunay三角网。
(1)搜寻分别对应x-y,x+y最大值及x-y,x+y最小值的各二个点。这些点为凸闭包的顶点,且总是位于数据集的四个角上,如图5.1.2(a)中的点7,9,12,6所示;
2_06不规则三角网模型与结构

则的栅格表达地形带来的数据冗余; ▪ 利用这一模型,可以方便的进行地形分析
▪ 坡度、坡向、填挖土方的计算 ▪ 阴影和地形通视分析
TIN 的基本概念
▪ 三角形有坡向、坡度和面积属性
断线 (Breakline)
▪ 断线是定义和控制了地形面行为的线段。沿着断线,高程值 可以是常数,也可以变化。
▪ 分类:硬断线、断层、软断线
硬断线
▪ 硬断线定义了地形面上平滑度的中断。 ▪ 可用于定义河流、山脊线,岸线,建筑物底部的轮廓线,水
坝等地面突然变化。
▪ 如河流,顺流而下,高程值递减,断线两侧,都呈现平展的地貌形 态,但坡向相反。
TIN 的拓扑结构
▪ 记录:三角形法(上) 或节点法(下)
输入线段
忽略输入线 段的高程
计算了输入 线段的高程
ID S b(x,y,z) T c(x,y,z) U d(x,y,z) V e(x,y,z) W a(x,y,z)
……
顶点坐标 c(x,y,z) e(x,y,z) d(x,y,z) e(x,y,z) f(x,y,z) e(x,y,z) f(x,y,z) g(x,y,z) e(x,y,z) g(x,y,z)
断层
▪ 断层是地面连续性的中断。 ▪ 在断层,地面可能发生垂直位移,形成阶状地貌。这样就可
能出现在同一地点有两个高程值(即 x,y 坐标相同,而有 两个 z 值) 。 ▪ 处理:沿断层走向增加两条略分开的断线
软断线
▪ 软断线被用于确保沿线形要素已知的高程值能够在TIN结构 中存在。
▪ 如:山坡上的公路
▪ 节点(Node):
数字地面模型 第五章 不规则三角网(TIN)的生成 Voronoi图与Delaunay三角形

2.5 Delaunay三角网生成的算法
经过30多年的研究,自动生成Delaunay三角网的算法已趋于成熟:它们基本 上可分为分治算法、逐点插入法、三角网生长法等3类。其中前两类较第3类在应 用上更加广泛;但即使这两类算法也分别存在着时间和空间效率上的缺陷,使它 们的应用受到了一定的限制。 Shamos和Hoey首次提出了一个用分治算法的思想实现的生成V-图的算法。它 后来被Lewis和Robinson加以改进并应用于生成D-三角网。该算法是不断地将数 据分割为两个近似相等的子集,直至子集中的点数不大于4而生成子三角网,然 后逐级合并生成最终的三角网。分治算法是通过递归地执行同一源代码而实现的
成开放的区域外,其余每个点都形成一个凸多边 形。
2.3 Delaunay三角网
Delaunay三角网是V-图的伴生图形,它是相互邻接且互不重叠的三角形集合。 D-三角网的定义是:有公共边的V-多边形称为相邻的V-多边形。连接所有相邻 的V-多边形的生长中心所形成的三角网称为D-三角网。
D-三角网的外边界是一个凸多边形,它由连接V中的凸集形成,通常称为凸壳。 D-三角网具有两个非常重要的性质。
2.4 Delaunay三角网产生的基本准则
空圆法则:任何一个 Delaunay 三角形 的外接圆的内部不能包含其他任何点, 也称狄洛尼法则。 Lawson 的“最大化最小角原则”:每 两个相邻的三角形构成的凸四边形的 对角线,在相互交换后,六个内角的 最小角不再增大。 Lawson 的“局部最优方法 (LOP)” :交 换凸四边形的对角线,可获得等角性 较好的三角网。
• 不规则三角网是通过从不规则分布的数据点生成的连续三角面来逼 近地形表面。
1.2
不规则三角网的基本要求
TIN模型根据不规则分布于区域的离散点集P(实测高程点),将区域 划分为相连的三角面网络,它要求:
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不规则三角网(TIN)
Ⅰ 数字高程模型(DEM)地球表面高低起伏,呈现一种连续变化的曲面,这种曲面无法用平面地图来确切表示。
于是我们就利用一种全新的数字地球表面的方法——数字高程模型的方法,这种方法已被普遍广泛采用。
数字高程模型即DEM(Digital Elevation Model),是以数字形式按一定结构组织在一起,表示实际地形特征空间分布的模型,也是地形形状大小和起伏的数字描述。
DEM有三种主要的表示模型:规则格网模型,等高线模型和不规则三角网。
格网(即GRID)DEM在地形平坦的地方,存在大量的数据冗余,在不改变格网大小情况下,难以表达复杂地形的突变现象,在某些计算,如通视问题,过分强调网格的轴方向。
不规则三角网(简称TIN,即Triangulated Irregular Network)是另外一种表示数字高程模型的的方法(Peuker等,1978),它既减少了规则格网带来的数据冗余,同时在计算(如坡度)效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。
不规则三角网能随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密度和决定采样点的位置,因而它能够避免地形起伏平坦时的数据冗余,又能按地形特征点如山脊,山谷线,地形变化线等表示数字高程特征。
Ⅱ TIN的基本知识在TIN中,满足最佳三角形的条件
为:尽可能的保证三角形的三个角都是锐角,三角形的三条边近似相等,最小角最大化。
TIN 是基于矢量的数字地理数据的一种形式,通过将一系列折点(点)组成三角形来构建。
形成这些三角形的插值方法有很多种,例如Delaunay 三角测量法或距离排序法。
ArcGIS 支持Delaunay 三角测量方法。
TIN 的单位是英尺或米等长度单位,而不是度分秒。
当使用地理坐标系的角度坐标进行构建时,Delaunay 三角测量无效。
创建TIN 时,应使用投影坐标系(PCS)。
TIN 模型的适用范围不及栅格表面模型那么广泛,且构建和处理所需的开销更大。
获得优良源数据的成本可能会很高,并且,由于数据结构非常复杂,处理TIN 的效率要比处理栅格数据低。
TIN 通常用于较小区域的高精度建模(如在工程应用中),此时TIN 非常有用,因为它们允许计算平面面积、表面积和体积。
Ⅲ TIN在ArcGIS中的存储TIN 表面数据模型由结点(Node)、边(Edge)、三角形(Triangle)、包面(Hull)和拓扑(Topology)组成。
与coverage 类似,TIN 以文件目录形式存储。
但TIN没有关联的INFO 文件。
TIN 目录由七个包含TIN 表面信息的文件组成。
这些文件以二进制格式编码,因此无法通过标准文本显示或编辑程序读取。
TIN 的最大允许大小视连续可用内存资源而定。
对于Win32 系统而言,正常操作条件下,可达到的最大大小为1000 到1500 万个结点。
出于可用性和性能的考虑,强烈建议始终将此大小限制在几百万。
如果超出这一大小,则最好使用terrain 数据集来表示。
ArcGIS 10 中采用了约束性Delaunay 三角测量,也就是除了沿隔断线的位置,其他地方都遵守Delaunay准则。
Ⅳ 如何创建TIN 在ArcGIS中,TIN 主要是通过矢量数据、栅格数据、Terrain数据集来创建。
1. 从矢量数据创建
这是最常用的一种方法。
可以通过点、线、面来构建TIN,不同的几何类型可以提供不同的表面要素类型
(SF_Type),我们一起来了解下不同的SF_Type。
(1)离散多点(Mass Point)
离散多点是TIN 中的主要输入要素,由它们来决定表面的总体形状。
(2) 隔断线(Breakline)
隔断线通常用于呈现自然要素(如山脊线或河流)或建筑要素(如道路)。
隔断线有以下两种:硬隔断线与软隔断线。
隔断线可以有高程信息,也可以没有高程信息。
硬隔断线:硬隔断线用于表示表面坡度的不连续性。
河流
和道路断面可作为硬隔断线包括在TIN 中。
硬隔断线能够捕获表面的突变并能改进TIN 的显示和分析质量。
软隔断线:软隔断线是不会改变表面局部坡度的线状要素,例如表示研究区范围边界的线等。
(3) 多边形(Polygon)
裁剪多边形:用于定义TIN 表面的边界。
位于裁剪多边形之外的输入数据将从插值和分析操作(例如,等值线或体积计算)中排除。
擦除多边形:位于擦除多边形之内的输入数据,将从插值和分析操作(例如,等值线或体积计算)中排除。
替换多边形:用于将边界及所有内部高度设置为相同的值。
可用于对湖泊或者坡度挖掘到水平面以下的区域进行建模。
填充多边形:用于将一个整数属性值分配给位于此填充多边形内部的所有三角形。
表面高度不受影响,并且不发生裁剪或擦除操作。
以上多边形也有软硬之分,类似于软硬隔断线用法。
创建TIN 使用的的工具是Creat TIN,在输入要素列表中,可以为每种要素的角色进行指定。
如果是更新、修改TIN,可以使用工具Edit TIN 工具。
2. 从栅格数据创建
栅格数据可以转换为TIN,并且可以用于简化地表模型。
在ArcGIS中主要是通过Raster to TIN 工具进行显示。
栅格转TIN 工作过程:首先根据足量的输入栅格点(像元中心)生成候选TIN,以便完全覆盖栅格表面的边缘。
然后,该工具会逐步改进TIN 表面,直到符合指定的Z 容差。
这个工具的使用主要有两个参数需要注意:Z Tolerance,Max point。
Z Tolerance :输入栅格与输出TIN 之间所允许的最大高度差(z 单位)。
默认情况下,z 容差是输入栅格z 范围的1/10。
Max point :用于控制将在处理过程终止前添加到TIN 的最大点数。
默认情况下,该过程将一直持续到所有点被添加完。
对比如下设置了默认Z 容差和500 的Z容差的TIN 效果:3. 从其他数据创建
(1)将ArcGIS terrain dataset 数据转成TIN。
使用工具terrain to TIN。
可使用terrain 金字塔等级的z 容差或窗口大小分辨率来决定TIN的精细程度。
默认值为0(z 容差),或全分辨率(窗口大小)。
(2)将LAS Dataset 转成TIN,使用工具LAS Dataset to TIN。
可通过一定得细化类型和细化方法生成TIN。
(3)使用工具LandXML to TIN,将LandXML 数据转为
TIN。
什么是LandXML?在网上找了个连接:点击。
有关LAS Dataset 和Terrain Dataset 后面会再整理总结。
Ⅴ 编辑已有TIN
如果使用矢量数据批量编辑TIN,可以使用工具Edit TIN,位于ArcToolbox中的3D分析工具箱。
如果需要进行交互式的TIN编辑,可以使用ArcMap中提供的TIN Editing 工具条。
TIPS :
如果调出TIN Editing工具条后,工具都是灰色的,那是因为没有设置编辑对象。
要编辑的TIN 必须是3D Analyst 工具条的下拉菜单中的选定图层。
可见,TIN编辑的功能是依赖于3D分析扩展许可的。
交互式的TIN编辑中有个GP工具没有的功能:
从中心线分级(Grade from centralline ……),可用于向TIN 表面添加道路、堤坝和类似护堤的要素。
需要事先选中某一矢量线要素。
Ⅵ 从TIN中输出几何信息
使用ArcToolbox中的工具可以将TIN中的信息提取为矢量
要素。
位于3D分析工具箱中的转换工具集下:
1) TIN Domain:获得TIN的范围,可以选择生成线或者面。
2) TIN Edge:生成表示TIN 边的矢量线要素。
0 — A regular edge;1 — A soft edge;2 — A hard edge
3) TIN line:生成TIN的隔断线。
1—Soft breakline 2—Hard breakline
4) TIN Node:将TIN的节点导出成点要素类,2D、3D要素可选。
5) TIN Polygon Tag:使用TIN 中的标签值创建面要素。
标签是指:分配给三角形的简单形式的整数属性值。
其边界在三角测量中将强化为隔断线。
标签以有符号长整型数据形式存储。
6) TIN Triangle:生成构成TIN的三角形面。
并为每个三角形提供山体阴影的坡度、坡向和可选属性以及标签值。
7) TIN to Raster:将TIN生成栅格数据。
可选插值方法、数据类型、数据格式等。
Ⅶ 其他仅适用于TIN的工具(1)如果使用的10.0之后的版本,TIN的存储版本有区别,可以使用Copy TIN 工具将TIN 数据转成低版本(10.0之前)的TIN 数据。
(2)如果需要裁剪TIN的边界,可以使用工具Delineate TIN Data Area 工具,设置最长边参数,删除TIN 中的长边。
(3)如果需要比较两个TIN的差异,使用工具Compare TIN。