[发明专利]基于DEM的地形素描图自动绘制方法

说明书

本发明公开了一种基于DEM的地形素描图自动绘制方法，包括如下步骤：1、获取待绘制地形素描图区域的DEM数据，提取区域内的地形特征线要素；2、以流域分割线为视觉层次分割线将待绘制区域划分为近景、中景、远景三个区域；3、保留近景区域的所有地形特征线要素；只保留中景区域的视觉轮廓线；计算远景区域中由视觉轮廓线围成的封闭区域的面积，选择面积最大的前N个封闭区域的边界所在的视觉轮廓线作为远景区域保留的地形特征线要素；4、将近景、中景、远景三个区域中保留的地形特征线要素组合为地形素描图。该方法利用DEM来绘制地形素描图，实现了素描图自动绘制，简化了地形素描绘画技术，可以快速提供能够反映丰富的地理环境和地貌结构的地形素描图。

技术领域

本发明属于地形素描图自动绘制技术，具体涉及一种基于数字高程模型自动绘制地形素描图的方法。

背景技术

随着数字地形获取与建模技术的飞速发展，过于追求地形表达的定量化与精细化，给地形认知带来了困难。大多数人面对高精度、大范围的数字地形数据，往往抓不住地形地貌的本质特征，基于一大堆地形分析得到的量化指标反而更加抽象和难以理解。

地形素描，主要是通过写生的方式，以地理景观作为描写对象，为反映地理景观的结构和内在的性质，被作为研究和说明景观的一种科学方法。与其他形式的地理场景艺术化表达形式相比，地形素描更多的是为了反映地理景观的结构和内在性质，是在科学家地理认知的基础上，对地表景象加以概括和分析，用适当的艺术化的形式表现出来。相比于现代的照相技术，地形素描利用了尽可能少的笔触去描绘尽可能多的地理信息和地理信息中的重点信息。这一简明的表达方式可以最直观的突出画面中所蕴含的地理知识，给人深刻的印象。正如在伟大画家所画的肖像画中，一个人甚至比像片更像自己，因为画家能抓住人物的特征，把隐藏在人物内部的一切东西都暴露出来。因此，地形素描更像事实，比直接临摹现实景象还要真实。

地形素描作为地形特征表达的语言，具有简练却又深刻的揭示地貌内涵的能力。可惜的是，地形素描这一简明、概括却又深刻的地形表达方法并未能有效传承下来。因此，急需研究基于数字地形数据的地形素描自动绘制技术。

随着计算机可视化及数字地形分析方法的快速发展，使得将艺术性与科学性相结合的地形素描自动绘制成为可能。

数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的实体地面模型，可用于工程建设、通讯、水文、气象等多种领域。DEM数据的获取方式有很多，目前已有很多技术成熟的厂家可以提供多种分辨率的DEM数据。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种基于DEM来自动绘制地形素描图的方法，该方法利用DEM来绘制地形素描图，实现了素描图自动绘制，简化了地形素描绘画技术，可以快速提供能够反映丰富的地理环境和地貌结构的地形素描图。

技术方案：本发明采用如下技术方案：

基于DEM的地形素描图自动绘制方法，包括如下步骤：

(1)获取待绘制地形素描图区域的DEM数据，根据地形素描图的观察点、视角和观察距离要求提取待绘制地形素描图区域内的地形特征线要素；所述地形特征线要素，包括视觉轮廓线、沟沿线、切沟、塬边线、坡面流水线；

(2)获取流域分割线，以流域分割线为视觉层次分割线将待绘制区域划分为近景、中景、远景三个区域；

(3)保留近景区域的所有地形特征线要素；保留中景区域的视觉轮廓线；计算远景区域中由视觉轮廓线围成的封闭区域的面积，选择面积最大的前N个封闭区域的边界所在的视觉轮廓线作为远景区域保留的地形特征线要素；

(4)将近景、中景、远景三个区域中保留的地形特征线要素组合为地形素描图。

具体地，步骤(1)中提取视觉轮廓线的步骤为：