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三维地形数据处理教程

三维地形数据处理教程1用于3DS MAX模型制作的基础地形处理操作比较简单,利用Global Mapper把DEM数据转换DXF 3D 表面文件即可。

注意:1. 导入到MAX中是Mesh文件,点未合并。

2. 文件通常比较大,容易导致计算机响应缓慢,所以数据量要进行控制。

一般是15米分辨率40平方千米是一个极限,一般处理为30米分辨率的。

2VRMap地形制作预处理数据预处理的目的是将各种原始文件转换成VRMap识别的文件格式。

地形文件数据预处理为标准的USGS DEM数据,由于VRMap不识别投影系统,所以只要平面坐标信息正确即可。

影像文件数据预处理为标准的Tiff数据,并需要编辑相应的tab,以便与地形文件相匹配。

由于原始数据的情况比较多,所以这部分工作比较复杂,根据原始数据的情况分为以下几种情况。

2.1最理想情况——客户提供标准的DEM数据和影像数据。

标准的DEM数据:一般是ArcGIS的GRID格式数据,也有直接提供USGS DEM 数据的,数据具有投影坐标系统,数据已经分幅切割完毕。

标准的影像数据:一般是TIFF数据,与DEM数据具有相同的投影坐标系统且匹配良好,已经分幅切割完毕。

对于这种情况,操作如下:DEM数据处理使用global mapper。

1. 如果数据范围较小,只有很少的文件数(一般只有一张),可以直接打开GRID 文件,点击file(文件)菜单,选择输出栅格文件——DEM文件。

可能会弹出对话框提示投影坐标之类的信息,在这里无需管他,确定进入下一对话框。

在弹出的对话框中:一般设置里,垂直单位一般选择meter(米),采样间距一般不修改,但不要小于1米;如原始文件比较大,可以在网格化里指定网格输出的行列数或指定输出的单个DEM的大小;如果想要输出指定范围的DEM,可以在导出边界里选择输出的范围,通常使用全球投影(UTM-米)或绘制方形区域。

在导出边界的全球投影中可以看出DEM的四至,但DEM可能不是矩形,所以不能简单的认为四至就代表角点的坐标值。

为了保证DEM和影像数据有效匹配,需要把DEM裁切成矩形,以便获得角点的坐标值来裁切相应的影像和编辑Tab 文件。

设定好参数后,确定,选择输出目标位置和文件名,输出DEM数据。

2. 如果数据范围大,文件数多(要求文件切割良好),可选择batch convert/reproject(批量转换/重投影),在弹出的select file type to convert from(选择转换的文件类型)对话框里,选择需要转换的数据格式,这次是geosoft grid (也就是grd),单击ok。

在弹出的select file type to convert to(选择转换的目标文件类型)对话框里,选择要转换成的数据格式,这次是dem(usgs ascii dem format),单击ok。

在弹出的batch convert对话框里,点击add files,选择要转换的文件,在右侧点击specify output directory 然后点击change,更改输出目录,最后点击ok。

如果原始文件不带投影,在转换时会弹框报警,直接ok(确定),在弹出的对话框里注意planar units和elevation units的单位是否是meter(米),点击下面的use selcect projection for all,直接ok,开始输出DEM数据。

影像数据处理由于Tiff数据支持良好,所以主要工作是裁切影像和tab文件的编辑。

1. 裁切影像:为了保证影像与DEM的良好匹配和方便编辑Tab文件,需要参照裁切好的DEM,裁切影像,并获得影像的角点坐标值。

裁切影像是在输出栅格文件——tiff文件的对话框里利用边界导出进行,并在全球投影中读取角点坐标值。

2. Tab文件的编辑:标准的MapInfo Tab文件支持不好,一般使用自行编辑的tab 文件。

标准MapInfo Tab文件内容如下:VRMap支持的Tab文件内容如下:角点的坐标是自左上角点顺时针旋转的三个点,前面的坐标是地图上的绝对位置,后边的坐标是影像的像素值。

切记角点的顺序不要弄错,否则编译时会出错。

角点的坐标值可以从边界导出中的全球投影中获得,角点坐标值需要是裁切过的影像的角点坐标。

2.2客户提供的数据不符合要求。

这种情况需要先进行数据转换和数据配准。

1. 数据转换DEM可能出现TXT格式、ASC格式、IMG格式、甚至Tiff格式,影像可能出现jpg格式、IMG格式等等,基本上可以利用ArcGIS和Global Mapper进行转换。

Global Mapper的操作可以参照DEM的输出操作进行(同时还可以进行裁切和角点坐标的记录)。

Global Mapper基本上可以转换绝大部分格式的数据,但IMG 格式不行。

ArcGIS可以转换IMG格式为Tiff格式,但不能转出DEM格式,所以两种软件都需要使用。

2. 配准配准操作的目的是使数据具有绝对坐标,并对不匹配的数据使之匹配。

如果客户需要有绝对坐标的数据,就一定需要提供至少一张有绝对坐标的数据,可以是影像,DEM数据、矢量图等任何形式,或者是绝对坐标偏移量数值。

配准的数据准备有带有绝对坐标的参照数据、需要配准的数据。

操作如下:●在ArcGIS中打开参照数据和需配准数据,两者应该会有一定的偏差。

●在工具栏上右键点击,选择Georeferencing工具,在Layer中选择需要配准的数据。

●在Georeferencing工具中点击最后面的钮,调出View Link Table(连接查看器)。

●在最左边的Georeferencing下拉菜单里不要激活Auto Adjust(自动调整)。

●点击Georeferencing工具中倒数第二个按钮——Add Control Point(添加控制点),开始在需要配准的数据和参照数据之间连接同名点,随着同名点的不断添加,View Link Table(连接查看器)里的计算方法会逐渐增加,一般1次项和2次项就可以了,也可以选择最下面的Adjust算法,同时RMS(系统误差)会慢慢变化,只要数值不太大就可以,如果数值太大,就意味着有同名点连接错误,需要删除或修改。

●在控制点数量差不多,RMS又比较下的时候,就可以选择apply,接受配准,需要配准的数据会发生平移,旋转,缩放,变形等,最后与参照数据高度匹配,这是如果认为合适就可以在Georeferencing下拉菜单里选择Rectify输出数据。

●输出选项里可以选择数据的输出格式,分辨率等。

●数据转换成可以接受的格式后,就可以按照理想情况进行数据处理了。

2.3客户不提供DEM和影像数据这种情况至少需要一张符合客户要求的矢量图,不要求有绝对的投影,但平面坐标必须符合客户要求,通常要求客户提供这样一张图(一般还有投影坐标文件,一般是prj格式),这是最低要求,如果不满足,则只能制作虚拟的地形数据,这就失去了地形数据制作的意义。

一般会是地形图或工程图。

其他基本的数据需要公开下载,下面有相关介绍,请参考。

流程图如下:最终影像数据根据客户需求可以选择LandSat数据或Google截图数据作为可编译的数据。

1. 带投影坐标的矢量图,在ArcCatalog中如下图绿色的文件所示,不同的符号代表不同的类型,基本分为点、线、面等。

在ArcCatalog中,右键点击矢量图文件,选择属性(properties),在XY Coordinate System选项中查看是否有投影坐标系统,如果有的话,则进入下一步配准google截图或LandSat影像。

如果没有的话,选择select加载客户提供的prj文件(通常这样操作)或ArcGIS内置的投影坐标系统,或者选择import加载有投影坐标系统的文件,使矢量图获得与加载文件一致的投影坐标系统(有时会这样操作)。

通过这一步,获得带投影坐标系统的矢量图文件。

2. 获得可编译的精度要求不高的LandSat影像数据。

利用LandSat影像直接配准,获得与矢量图一致投影坐标的LandSat影像,但配准的难度较大,有一定经验后可以这样操作。

如果选择了直接配准LandSat影像,在配准完成后就可以进行理想状况的操作了。

3. 利用Google影像建立投影坐标系统与经纬度的关系,并获得可编译的Google 影像。

利用按照经纬度下载的Google截图,以矢量图为参照,通过配准,使Google 影像具有与矢量图一致的投影坐标系统,同时Google影像的角点具有经纬度。

如果客户要求影像的分辨率比较高且数据精度要求不高的情况下,在Google影像配准后就可以直接转换Google影像为tiff格式进行影像编译了。

4. 获得可编译的较为准确的LandSat影像数据。

如果选择以Google影像作为中间环节来配准LandSat影像,那就需要参照带投影坐标系统的Google影像对LandSat影像进行配准,使LandSat影像具有和矢量图一致的投影坐标系统。

获得可编译的影像数据后就可以按照理想状况进行操作了。

5. 获得可编译的DEM数据。

利用Google影像或LandSat影像的角点经纬度与DEM数据的角点经纬度一致的关系,将下载的DEM数据配准到已经具有投影坐标系统的Google影像或LandSat影像上,使DEM数据具有和矢量图文件一致的投影坐标系统。

注意事项这种情况的误差是非常大的,在操作时要非常小心,尽量减少人工误差的出现。

不可避免的误差有:Google影像配准矢量图、DEM数据配准Google影像时的系统误差,Google截图时经纬度与实际位置的计算误差。

只在不得已的情况下且数据的精度要求可以降低时使用本方法,并应声明误差不可避免。

3地形修改需要地形修改的情况有以下几种:1. 原始DEM数据质量不高,有坏点;2. DEM数据现势性不好,与影像不匹配;3. 模型与DEM数据冲突,出于美观和合理性考虑。

地形修改的方法有两种:1. 在VRMap平台中指定范围降低DEM的高度,比较简单,但效果不是十分理想,易出现漏缝和立壁。

平地和小范围较为合适。

2. 利用ArcGIS修改等高线,重新生成DEM数据,效果理想,但时间长,对操作人员的经验要求比较高,理论上可以任意修改地形。

下面只介绍ArcGIS修改地形的操作过程。

1. 在ArcCatalog中建立与DEM坐标系一致的面层和修改用等高线层(带z值字段)。

2. 在ArcMap中加载DEM数据和面层,用面元素标出需要修改的DEM的范围。

3. 利用Arctools中的空间分析工具,抽取需要修改的DEM数据。

(2、3的目的是为了减少不需要修改的数据的显示,提高效率)4. 在ArcMap中加载抽取的DEM数据,利用3D分析工具生成原始等高线层。

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