[发明专利]数字地形图的生成方法和生成设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过对勘测数据的数学处理产生等高线来生成数字地形图的生成方法，并且更具体地说，本发明涉及生成数字地形图的生成方法和生成设备，该方法和设备通过使用对勘测数据的这种数学处理生成的等高线，在地形图上放置已经数字化的地图元素，例如海岸线、河流、湖泊、铁路、公路、建筑物等来生成数字地形图。

背景技术

常规地，在由日本地理测绘学院(Geographical survey Institute ofJapan)生成的地图或地形图上，在地球表面上的起伏或凹凸借助于其上的等高线来表示，然而在生成其上显示这种等高线的地图时，是通过手工一个一个地将这些海拔高度彼此相同的测量点彼此相连来生成的，同时使用诸如曲尺等设计工具将得到的大量测量点连接起来，这些测量点的海拔高度根据基准通过三角勘测而测量得到。

然而，就上述方法而论，为了得到精度高得多的这种地图，必须通过更大量的测量点生成，而为了生成等高线，还需要大量时间和人力，并且，由于生成地图必须对得到的勘测数据进行手工处理或处置，因此容易出现人为错误，这也需要大量时间和人力；因此，这种生成的地形图的问题或缺点是其精度和/或可靠性低等等。

另一方面，也有一种可靠的方法，即通过例如模式识别处理等，对得到的数字数据进行曲线过程处理，从而对常规的地形图进行数字化，由此生成地形图，常规的地形图上地球表面的凹凸由等高线表示，或者还有一种方法是，通过对得到的坐标数据(coordinate data)进行图像处理而生成地形图，坐标数据通过坐标读取设备读取等高线得到。然而，就前一种方法而论，其缺点是由于得到的数字数据的特性不均匀或不一致性等，所以生成地形图的曲线不平滑，而就后一种方法而论，其缺点是由于坐标数据量特别大，特别是对其进行处理有困难。

而且，就常规地形图而论，即使等高线数据是数字的向量数据，然而由于等高线本身不具有关于高度方向的信息，即三(3)维信息，因此还有如下缺点：例如，当在地图上计划一条道路时，不可能读出关于陆地轮廓的高度差，或者特别是当借助于CAD试图模拟时，不可能对如下情况进行模拟：当在地图上表示的山谷区域中降雨时，对于雨水汇集或冲入该山谷中路径的模拟；或当在一个流域或流域边界的分水岭上降雨时，对水在哪个方向上流出的模拟；或对在地图上应该建造钢塔位置的模拟，以便铺设电力传榆线或通信线；或者当火山喷发时，对火山灰流的路径或者方向的模拟；或对地震海啸如何到达海岸线路径的模拟。

为了消除和/或改进上述缺点，本发明的一个目的在于提供一种生成数字地形图的方法，以便能够在短时间内容易地以高精度生成数字地形图。

而且，本发明的另一个目的在于，提供一种数字地形图的生成方法和一种生成设备，以便把陆地的轮廓的等高线生成成三维数字数据的形式，从而得到的等高线作为其中的主要元素能用来和已经数字化的地图元素，例如海岸线、河流、湖泊、铁路、公路、建筑物等构成地形图。

发明内容

根据本发明，提供有一种用来生成数字地形图的方法，该方法包括如下步骤：以预定距离把通过UTM画图方法生成的基本地图划分成栅格状区域，并且进一步把得到的区域划分成更小的区域，由此生成小区域，同时在各个区域之间和在区域的每一个内内插缺少的间断数据；根据具有合理性的算法，通过使得到的小区域的x、y坐标和通过测量得到的海拔高度相关而生成数字数据，并且把其海拔高度相同的所述小区域用直线连接，由此生成第一地形图，在第一地形图上等高线用线段形成；及用数学方法对所述第一地形图的等高线进行平滑处理，由此生成第二地形图，在第二地形图上等高线用曲线形成，比用线段形成的所述第一地形图的等高线平滑。

这样，通过借助于计算机处理每一步骤，能在短时间内容易地得到其上等高线由平滑曲线表示的数字地形图，并且与其中大量测量数据由手工处理的情形相比，也较少出现人为错误；因此，能实现显著改进，特别是对于地形图的精度和可靠性。

根据本发明，在上述用来生成数字地形图的方法中，用来由其生成所述第二地形图的数字数据与地图元素数据一起被存储在记录装置中，并且这些数据被显示在显示装置上，构成其单个或层结构，或者能作为地形图在纸等上面输出。

这样，可以容易地把地图元素置于其上显示等高线的第二地形图上，或者在纸等上面以地形图的形式进行输出它的操作，或者根据其必要性仅构成地图元素的一部分；因此，能进一步改进地形图的可用性或便利性。