[发明专利]一种基于高程瓦片数据的地形显示系统

说明书

本发明提供了一种基于高程瓦片数据的地形显示系统，包括处理器和存储器，存储器中存储有对应于正方形区域地形(边长为W)的n个数字高程模型数据DEM＝{D₁,D₂,...,D_n}；其中，D_i的分辨率为m_i，即包括m_i×m_i个高程数据E＝(x,y,z)，x和y为高程数据E所代表区域的左上角的坐标，z为高程数据E的高度值，i的取值范围为1到n，且m₁＜m₂＜...＜m_n；所述D_i还被切割为x_i×x_i个高程瓦片，每个高程瓦片的分辨率为处理器执行计算机程序以实现相应的地形显示步骤。

技术领域

本发明涉及地理信息系统领域，特别涉及一种基于高程瓦片数据的地形显示系统。

背景技术

数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)是在一定范围内通过规则格网点描述地面高程信息的数据集，用于反映区域地貌形态的空间分布。目前，我国已建成覆盖全国陆地范围的1:100万、1:25万、1:5万DEM数据库。瓦片地图金字塔模型是一种多分辨率层次模型，从瓦片金字塔的底层到顶层，分辨率越来越低，但表示的地理范围不变。对于固定的缩放级别N，把地图比例尺最大的地图图片作为金字塔的底层，即第0层，并对其进行分块，从地图图片的左上角开始，从左至右、从上到下进行切割，分割成相同大小(比如256x256像素)的正方形地图瓦片，形成第0层瓦片矩阵；在第0层地图图片的基础上，按例如2x2像素合成为一个像素的方法生成第1层地图图片，并对其进行分块，形成第1层瓦片矩阵；采用同样的方法生成第2层瓦片矩阵；如此下去，直到第N-1层，构成整个瓦片金字塔。

马静谨在《基于瓦片数据的DEM构建与显示》中，将瓦片地图金字塔的思想应用到DEM中，采用地形瓦片重组数据结构的方法实现实时高帧率的绘制大规模地形。该文章中认为，视距是瓦片算法判断数据绘制的依据，靠近视点的地形信息详细，绘制精细瓦片，远离视点处，绘制粗糙层。

三维数字地图(或者说三维地形显示系统)的相关应用中，DEM数据一般来源于权威的测绘机构，通常包含多种精度不同的数据(例如国家基础地理信息中心官方网站的介绍中具有三种不同精度的数据)。重点关注区域(例如离视点较近的区域)调用高精度DEM数据，非重点关注区域(例如离视点较远的区域)为低精度DEM。但是对于某些DEM数据所覆盖的区域，例如俯视视点下某个区域即存在离视点较近的山地区域，又存在离视点较远的平原区域，存在部分区域(例如山地)需要高精度DEM数据，部分区域(例如平原)可以采用低精度DEM数据的情况。对于这种情况，通常的处理方式是对于该区域全部使用高精度DEM数据。这种方式中不丧失重点关注区域的丰富信息，但是由于高精度DEM相较于低精度DEM，其效率和需要处理的数据量均是指数级别的增加，对于非重点区域来说，形成大量的不必要的冗余数据。

发明内容

为克服上述问题，本发明提出一种基于高程瓦片数据的地形显示系统，包括处理器和存储器，存储器中存储有对应于正方形区域地形(边长为W)的n个数字高程模型数据DEM＝{D₁,D₂,...,D_n}；其中，D_i的分辨率为m_i，即包括m_i×m_i个高程数据E＝(x,y,z)，x和y为高程数据E所代表区域的左上角的坐标，z为高程数据E的高度值，i的取值范围为1到n，且m₁＜m₂＜...＜m_n；所述D_i还被切割为x_i×x_i个高程瓦片，每个高程瓦片的分辨率为

所述处理器执行计算机程序以实现以下步骤：