Einsatz der Rasterdatenverarbeitung zum Aufbau digitaler Geländemodelle:
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| Sprache: | German |
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Graz
1991
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| Schriftenreihe: | Mitteilungen der geodätischen Institute der Technischen Universität Graz
73 |
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Summary..................................................................................iii
Zusammenfassung..........................................................................iv
Mathematische Symbole......................................................................v
0. Einleitung..............................................................................1
TEIL I : GRUNDLAGEN
« 1. Das digitale Gelandemodell (DGM)........................................................3
1.1. Definition.......................................................................3
1.2. DGM-System...................................................................5
1.2.1. DGM-Datenerfassung....................................................5
1.2.2. DGM-Aufbau...........................................................7
1.2.3. Ableitung von DGM-Folgeprodukten.......................................7
1.3. Strukturierung der DGM-Daten durch Dreiecksvermaschung..........................8
1.3.1. Zur Dreiecksvermaschung.................................................9
1.3.2. Delaunay-Triangulation...................................................9
1.3.3. Verallgemeinerte Delaunay-Triangulation..................................11
2. Die Rasterdatenverarbeitung (RDV) ......................................................13
2.1. Definition.....................................................................13
2.2. Raster-Geometrie ..............................................................15
2.2.1. Koordinatensystem .....................................................15
2.2.2. Nachbarschan und Zusammenhang.......................................15
2.2.3. Metrik und Abstand ....................................................16
2.2.4. Codierung der Rasterdaten...............................................19
2.3. Zwei wichtige Transformationen..................................................21
23.1. Abstandstransformation..................................................21
2.3.2. Mittelachsentransformation...............................................23
2.4. Transformationen zwischen Vektor- und Rasterdaten................................26
2.4.1. Vektor-, Raster-Umgebung und die Liniendarstellung........................26
2.4.2. Vektor-Raster-Transformation............................................27
2.4.3. Raster-Vektor-Transformation............................................28
TEIL II : METHODISCHE ENTWICKLUNG
3. Die rasterbasierte Triangulation..........................................................30
3.1. Einführung....................................................................30
3.1.1. Vektorielle Triangulation.................................................30
3.1.2. Problemstellung und Überblick ...........................................30
3.2. Bisherige Arbeiten..............................................................31
3.2.1. Die Arbeiten von [Gottschalk, 1981 und 1987]...............................31
3.2.2. Die Arbeiten von [Ebner et al., 1989; Tang, 1989] ............................33
3.2.3. Die Arbeit von [Li/Chen, 1990]............................................33
3.3. Grundgedanke.................................................................34
3.3.1. Aufgabe einer Triangulation..............................................34
33.2. Konzeption.............................................................34
3.4. Erstellung der Nachbarschaftsrelationen von Punkten und Linien .....................36
3.4.1. Analyse der Zwangsbedingungen..........................................36
3.4.2. Punkt-Linie-Relationen mit Hilfe einer speziellen Codierung der Linienpixel
in der Merkmalsmatrix...................................................36
Il
3.4.3. Optimierung der Punkt-Linie-Relationen mit Hilfe einer speziellen Codierung
der Linienpixel sowohl in der Merkmals- als auch in der Abstandsmatrix........39
3.5. Ableitung des Dreiecksnetzes aus dem Quasi-Voronoi-Diagramm.....................40
3.5.1. Bilden einzelner Dreiecksseiten durch Auffinden der Voronoi-Kanten..........41
3.5.2. Bilden einzelner Dreiecke durch Auffinden der Voronoi-Knoten...............43
3.6. Eigenschaften..........................................................•.......44
3.6.1. Gegenüberstellung zu den im Abschnitt 3.2 dargestellten bisherigen Arbeiten-----44
3.6.2. Gegenüberstellung zur vektoriellen Triangulation............................44
4. Das Mittelachsen-Verfahren zur automatischen Ableitung geomorptaologischer Elemente
aus Höhenlinien und Erweiterung der rasterbasierten Triangulation..........................46
4.1. Einführung....................................................................46
4.1.1. DGM-Aufbau aus Höhenlinien ...........................................46
4.1.2. Problemstellung und Überblick ...........................................47
4.2. Bisherige Arbeiten..............................................................48
4.2.1. Die Arbeitvon [Finsterwalder, 1986].......................................48
4.2.2. Die Arbeitvon [Christensen, 1987].........................................49
4.23. Die Arbeitvon [Ebner/Tang, 1989] ........................................49
4.2.4. Die Arbeit von [Aumann et al., 1990].......................................49
4.2.5. Die Arbeitvon [Li/Chen, 1990]............................................49
43. Grundgedanke.................................................................50
43.1. Geomorphologische Elemente aus Höhenlinien und Definitionen..............50
43.2. Konzeption.............................................................51
4.4. Lokalisierung geomorphologischer Elemente.......................................52
4.4.1. Ableitung von speziellen Mittelachsen aus der QVD-Matrix...................53
4.4.2. Bestimmung einzelner geomorphologischer Elemente........................56
4.5. Höhenzuweisung für geomorphologische Elemente..................................60
4.5.1. Höhenzuweisung für Kuppen- und Muldenpunkte ...........................60
4.5.2. Höhenzuweisung für Sattelpunkte.........................................61
4.5.3. Höhenzuweisung für Geripplinien.........................................61
4.6. Erweiterung der rasterbasierten Triangulation......................................63
4.7. Eigenschaften..................................................................64
TEIL III : PRAKTISCHER EINSATZ
5. Anwendung und Beurteilung.............................................................65
5.1. Einführung.....................................................................65
5.1.1. Zielsetzung.............................................................65
5.1.2. Datenmaterial und Rechenanlage..........................................65
5.1.3. Eine allgemeine Anmerkung ..............................................66
5.2. Untersuchungen zur rasterbasierten Triangulation...................................66
5.2.1. Bestimmung der Auflösung des Rasters.....................................66
5.2.2. Qualität des Dreiecksnetzes...............................................67
5.2.3. Rechenzeit .............................................................71
5.2.4. Diskussion und Beurteilung...............................................71
5.3. Untersuchungen zum Mittelachsen-Verfahren zur automatischen Ableitung
geomorphologischer Elemente aus Höhenlinien und zur Erweiterung der
rasterbasierten Triangulation.....................................................72
5.3.1 Auswirkung der Auflösung des Rasters.....................................72
5.3.2. Rechenzeit .............................................................73
5.33. Geomorphologische Informationen und DGM-Aufbau........................73
5.3.4. Diskussion und Beurteilung...............................................86
6. Schluß und Ausblick..................................................................gg
Literaturverzeichnis ........................................................................91
Dank .................................................... _ ^
Lebenslauf........................................................ yj
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