CN102760377A - 采用旋转tin网和距离与夹角双权内插法的大比例尺地形图测绘方法 - Google Patents

Abstract

采用旋转TIN网和距离与夹角双权内插法的大比例尺地形图测绘方法，它涉及地形图测绘方法，以解决地表实体数据结构间的呼应、配合不足，没有对相邻数据间组成的相邻三角形平面间夹角的影响予以直接考虑的缺陷。包括下述步骤：在旋转配套网的节点处设测绘点；如果旋转TIN网中某测绘点在以该测绘点为中心，在基础正方形边长的0.15倍范围内调整后，可作为地形特征点，则将该测绘点调整到新位置；根据总体地形特征增设其它地形特征点；将增设的地形特征点与其所在的三角形的三个顶点相连，形成局部次级加密网；采用距离与夹角双权内插法进行高程内插；制作等高线；完成地形图和地形三维立体透视图的制作。

Description

采用旋转TIN网和距离与夹角双权内插法的大比例尺地形图测绘方法

技术领域

本发明涉及地理信息系统领域的一种大比例尺地形图测绘方法。

背景技术

所有DEM都实旋局部内插，内插方法对于提高DEM的精度和高保真性能是一个重要的保障，但影响DEM局部内插结果精度和高保真性能的最重要的前提条件是好的测绘点分布，即数据结构。如果测绘点布局不合理，数据结构的整体不能反映出或提取出地表变化的重要因素或趋势，或反映、提取的因素或趋势比较粗糙，则内插一定不能取得很好的结果。即内插要在好的数据结构上进行，数据结构(DEM数据模型)第一重要，内插方法次之。因此，地形图测绘方法中的两个主要部分，是DEM数据模型和高程内插的方法。只有将更好的DEM数据模型和更好的高程内插方法更好地结合起来才能使所测绘和制作的地形图具有更高的精度和高保真性能。

现有DEM数据模型分为规则网与TIN两类，这两类DEM数据模型存在的共同的不足之处是，(1)没有考虑第三维数据，平面Delaunay构网，根本就不用管第三维坐标，因此，除特定情况外，二维与三维结构毕竟是两回事。平面按Delaunay条件构建三角形网后，再进行高程内插是不合理的根源，它并没有严密的理论根据。(2)没有较好地考虑地形沿走向和倾向两方向变化的趋势性。(3)没有更好地考虑相邻三角形的有机呼应配合对地形进行更好的控制。(4)一个区域一种网密度，即在某一网密度下没有相对密集区和相对稀疏区，或密集区和稀疏区分布无规律。得到的是该区域的总体平均趋势，没有重点的细致区，也不能用细致区的趋势来推测邻近稀疏区的细致化趋势。(5)没有考虑在一定网密度下节省测绘点位或相同的网密度可以覆盖更大的面积。(6)没有对各方向上的控制距离分割进行更好地考虑。

现有的局部内插法中的反距离加权法是常用的解决周围数据点距内插点的远近对内插点高程影响大小的一种方法，它是以周围数据点距内插点间直线距离的大小为权值的，它适用于内插点与周围数据点间在三维空间曲率较小的情况，当内插点与周围数据点间在三维空间的曲率较大时则不适合，即，数据点的方向性对内插点高程的影响没有考虑，影响内插结果的准确性。

由于现有的DEM数据模型和高程内插方法在上述方面存在的不足之处，使地形图控制的准确性和高保真性能仍然有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用旋转TIN网和距离与夹角双权内插法的大比例尺地形图测绘方法，以解决地表实体数据结构间的呼应、配合不足，没有对相邻数据间组成的相邻三角形平面间夹角的影响予以直接考虑的缺陷。它包括下述步骤：

一、以国家规定的各种大比例尺下地形碎部点间距离值的二倍作为基础正方形的边长，或根据需要和经验确定。

二、在基础正方形的四个顶点各布置一个测绘点，在基础正方形相邻的两条边上分散布置0～n₁(n₁为0或整数)个测绘点，在基础正方形内分散布置3～n₂(n₂为0或整数)个测绘点，且上述测绘点中任意两点之间的距离在基础正方形的边长0.20～0.85倍之间。基础正方形顶点、边上和内部的测绘点以三角形连接，保证相邻的任意两个测绘点之间的连线长度在基础正方形边长的0.20～0.85倍之间，基础正方形中所有三角形中所有的内角都应大于18度，并使连线所分割的相邻两三角形的6个内角中最小者最大为原则，最终形成基本单元1(图1)。

三、把基本单元1逆时针旋转90×n₃(n₃为0或整数)度形成一次单元体2(图2)，把基本单元1逆时针旋转90×n₄(n₄为0或整数)度形成二次单元体3(图3)，把基本单元1逆时针旋转90×n₅(n₅为0或整数)度形成三次单元体4(图4)。

四、用基本单元1、一次单元体2、二次单元体3和三次单元体4拼接成一个正方形的配套单元(图5)，配套单元中相邻两个基本单元公共边上只有顶点处的两个测绘点时，公共边两侧、分处于两个基本单元之内的三角形顶点处的控制点相连，保证相邻的任意两个测绘点之间的连线长度在基础正方形边长的0.20～0.85倍之间，配套单元中所有三角形中所有的内角都应大于18度，并使连线所分割的相邻两三角形的6个内角中最小者最大、网络中的测绘点具有较好的交错性和分散性为原则，可适当修改基础正方形中的三角形连线。

五、以配套单元为复制单位，重复平移复制配套单元，形成覆盖测绘区的测绘网，相邻两个配套单元中的相邻两个基本单元的公共边上只有顶点处有两个测绘点时，公共边两侧的、分处于两个基本单元之内的距离最近的三角形顶点处的控制点相连，保证相邻的任意两个测绘点之间的连线长度在基础正方形边长的0.20～0.85倍之间，配套单元中所有三角形中所有的内角都应大于18度，并使连线所分割的相邻两三角形的6个内角中最小者最大、网络中的测绘点具有较好的交错性和分散性为原则，形成初始测绘网络(图6)。所述初始测绘网络是所有控制点与相邻控制点之间的连线，所述相邻的控制点连线去除基础正方形相邻两个顶点处控制点的连线，初始测绘网络中相邻两个控制点间的长度在基础正方形边长的0.20～0.85倍范围内。依次分别选择配套单元中的1个单元作为测绘网络的起点可得到初始测绘网络的4个亚方案，在4个亚方案中选择一个亚方案。

六、在初始测绘网络的测绘点处进行测量、采集数据。

七、如果旋转配套TIN网中某测绘点在以该初始测绘网络为中心，在基础正方形边长的0.15倍范围内调整后，可以作为地形特征点，则将该测绘点调整到新位置，形成动态测绘网络，动态测绘网络中所有三角形中所有的内角都应大于18度。初始测绘网络中的初始测绘点也可根据其它实际情况调整，调整范围也是正方形边长的0.15倍范围内，调整后形成的动态测绘网络中所有三角形中所有的内角都应大于18度。

八、根据总体地形特征布置其它地形特征点。

九、在八中动态测绘网络中的测绘点和九中的地形特征点处测量平面位置和高程。

十、将九中布置的地形特征点与其所在的三角形的三个顶点相连，形成局部次级加密网。

十一、将测绘点位置和高程及测绘网中三角形连接数据数据输入计算机，进行数字化储存和管理。

十二、采用距离与夹角双权内插法进行高程内插。

(一)内插点在三角形平面内时内插点高程的求解方法：

见示意图32--a，A(x_a，y_a，z_a)，B(x_b，y_b，z_b)，C(x_c，y_c，z_c)是三角形的三个顶点，且z_a＞z_b＞z_c，ΔABJ，ΔBCI，ΔACH是与ΔABC临边的三个三角形，M、N、L、K分别是ΔABJ，ΔBCI，ΔACH和ΔABC的分布中心，D(x_d，y_d，z_d)点在AC边上，z_d＝z_b。BD为等高线。G(x_g，y_g，z_g)点是ABC三角形内欲内插高程值的点，z_go是G点在ΔABC平面内内插的高程值，z_g是G点根据ΔABC和ΔABJ，ΔBCI，ΔACH四个三角形的数据内插的高程值。与ABC三角形邻边的三个三角形的分布中心(可根据情况选择算术平均中心、加权平均中心和中位中心)分别为M(x_m，y_m，z_m)、N(x_n，y_n，z_n)和L(x_l，y_l，z_l)、。E点在AB边上，F点在AC边上，E，G，F点三点在同一条直线上，高程相同，即z_g＝z_e＝z_f。S、F、E、Q四点高程相同，即z_s＝z_f＝z_e＝z_q。P点在BC边上，N、P、U三点高程相同，即z_n＝z_p＝z_u。θ₁(∠GEQ)，θ₂(∠GFS)，θ₃(∠UPN)分别为相邻两三角形同名等高线间的夹角(θ₁，θ₂，θ₃均取小于180°者)。自G点到以G点所在三角形为内核向外的第一圈三角形分布中心的距离分别为d₁(GM)，d₂(GL)，d₃(GN)，……d_n。

1、在三角形ABC中用线性内插的方法求出G点的高程z_GO。

2、用算术平均法求出以ΔABC为内核向外的第一圈三角形分布中心M、N、L，……n点的平面坐标。用线性插值的方法分别在M、N、L，……n点所在的平面上求出M、N、L，……n点的高程，Z_M，Z_N，Z_L，……Z_n。

3、用在本三角形内线性内插的方法求出ΔABC和以ΔABC为内核向外的第一圈中三角形间同名等高线端点和转折点Q、E、F、S、U、P、N，……点的平面坐标，z_Q＝z_E＝z_F＝z_S＝z_G，z_U＝z_P＝z_N，……。

4、求ΔABC和以ΔABC为内核向外的第一圈中三角形间同名等高线间夹角

x_EQ＝x_E-x_Q，y_EQ＝y_E-y_Q，z_EQ＝z_E-z_Q，x_EG＝x_E-x_G，y_EG＝y_E-y_G，z_EG＝z_E-z_G

a₁·b₁＝x_EQ·x_EG+y_EQ·y_EG+z_EQ·z_EG

$\left|a_1\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{EQ}}}^2+{y_{\mathrm{EQ}}}^2+{z_{\mathrm{EQ}}}^2},$ $\left|b_1\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{EG}}}^2+{y_{\mathrm{EG}}}^2+{z_{\mathrm{EG}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_1=\frac{a_1\·b_1}{\left|a_1\right|\·\left|b_1\right|}$

x_FS＝x_F-x_S，y_FS＝y_F-y_S，z_FS＝z_F-z_S，x_FG＝x_F-x_G，y_FG＝y_F-y_G，z_FG＝z_F-z_G

a₂·b₂＝x_FS·x_FG+y_FS·y_FG+z_FS·z_FG

$\left|a_2\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{FS}}}^2+{y_{\mathrm{FS}}}^2+{z_{\mathrm{FS}}}^2},$ $\left|b_2\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{FG}}}^2+{y_{\mathrm{FG}}}^2+{z_{\mathrm{FG}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_2=\frac{a_2\·b_2}{\left|a_2\right|\·\left|b_2\right|}$

x_PN＝x_P-x_N，y_PN＝y_P-y_N，z_PN＝z_P-z_N，x_PU＝x_P-x_U，y_PU＝y_P-y_U，z_PU＝z_P-z_U

a₃·b₃＝x_PN·x_PU+y_PN·y_PU+z_PN·z_PU

$\left|a_3\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{PN}}}^2+{y_{\mathrm{PN}}}^2+{z_{\mathrm{PN}}}^2},$ $\left|b_3\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{PU}}}^2+{y_{\mathrm{PU}}}^2+{z_{\mathrm{PU}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_3=\frac{a_3\·b_3}{\left|a_3\right|\·\left|b_3\right|}$

同理求求出ΔABC和以ΔABC为内核向外的第一圈中其它三角形间同名等高线间夹角，……直至

5、求以ΔABC为内核向外的第一圈中三角形分布中心距G点的距离

$d_1=\sqrt{{(x_G-x_M)}^2+{(y_G-y_M)}^2+{(z_G-z_M)}^2}$

$d_2=\sqrt{{(x_G-x_N)}^2+{(y_G-y_N)}^2+{(z_G-z_N)}^2}$

$d_3=\sqrt{{(x_G-x_L)}^2+{(y_G-y_L)}^2+{(z_G-z_L)}^2}$

直至 $d_n=\sqrt{{(x_G-x_n)}^2+{(y_G-y_n)}^2+{(z_G-z_n)}^2}$

6、求G点高程

即，

当θ＝180°、ε＝2、λ＝1时，因此，原有反距离加权法是该方法在θ＝180°、ε＝2、λ＝1时的特例。

(二)内插点在三角形公共边上时的高程内插

见示意图32--b，AB是相邻ΔABJ和ΔABC的公共边，内插点G(x_g，y_g，z_g)在AB边上，ΔAJE，ΔBJF，ΔBCI，ΔACH，分别是与ΔABJ和ΔABC的外边相邻的四个三角形，W、D、N、L分别是ΔAJE，ΔBJF，ΔBCI，ΔACH的分布中心。z_go是G点在AB边上线性内插的高程值，z_g是G点根据ΔABC和ΔABJ，ΔBCI，ΔACH四个三角形的数据内插的高程值。θ₁(∠TQU)，θ₂(∠MKL)，θ₃(∠GPS)，θ₄(∠GVR)分别为相邻两三角形同名等高线间的夹角(θ₁，θ₂，θ₃，θ₄均取小于180°者)。自G点到以G点所在边为对角线的四边形作为内核向外的第一圈三角形分布中心的距离分别为d₁(GD)，d₂(GL)，d₃(GN)，d₄(GW)，…d_n。

1、在AB边上用线性内插的方法求G点高程值Z_GO。

2、用算术平均法求以AB边为内核向外的第一圈中三角形分布中心的平面坐标，W、D、N、L，……直至n。

3、求G点分别到以AB边为内核向外的第一圈中三角形分布中心的，W、D、N、L，……直至n的距离

$d_1=\sqrt{{(x_{\mathrm{GO}}-x_W)}^2+{(y_{\mathrm{GO}}-y_W)}^2+{(z_{\mathrm{GO}}-z_W)}^2}$

$d_2=\sqrt{{(x_{\mathrm{GO}}-x_D)}^2+{(y_{\mathrm{GO}}-y_D)}^2+{(z_{\mathrm{GO}}-z_D)}^2}$

$d_3=N\sqrt{{(x_{\mathrm{GO}}-x_N)}^2+{(y_{\mathrm{GO}}-y_N)}^2+{(z_{\mathrm{GO}}-z_N)}^2}$

$d_4=\sqrt{{(x_{\mathrm{GO}}-x_L)}^2+{(y_{\mathrm{GO}}-y_L)}^2+{(z_{\mathrm{GO}}-z_L)}^2}$

直至 $d_n=\sqrt{{(x_{\mathrm{GO}}-x_n)}^2+{(y_{\mathrm{GO}}-y_n)}^2+{(z_{\mathrm{GO}}-z_n)}^2}$

在以AB边为内核向外的第一圈中三角形ΔAJE，ΔBJF，ΔBCI，ΔACH，……中分别用线性内插的方法求分布中心D、N、L、W，……的高程。

4、用JB和GD两直线方程联立的方法求Q点的平面坐标

$x_Q=\frac{y_B-\frac{(y_J-y_B)\·x_B}{x_J-x_B}-y_G+\frac{(y_D-y_G)\·x_G}{x_D-x_G}}{\frac{(y_D-y_G)}{x_D-x_G}-\frac{(y_J-y_B)}{x_J-x_B}}$

$y_Q=\frac{(y_J-y_B)}{x_J-x_B}\·\frac{y_B-\frac{(y_J-y_B)\·x_B}{x_J-x_B}-y_G+\frac{(y_D-y_G)\·x_G}{x_D-x_G}}{\frac{(y_D-y_G)}{x_D-x_G}-\frac{(y_J-y_B)}{x_J-x_B}}+y_B-\frac{(y_J-y_B)\·x_B}{x_J-x_B}$

5、在ΔBJF中用线性内插的方法求Q点的高程

6、在所属三角形中用线性内插的方法求V、P、R、S、K、M、T、U，……点的平面坐标

7、求以AB边为内核向外的第一圈三角形中分别与ΔABJ和ΔABC相邻的两三角形同名等高线间夹角

x_QT＝x_Q-x_T，y_QT＝y_Q-y_T，z_QT＝z_Q-z_T，x_QU＝x_Q-x_U，y_QU＝y_Q-y_U，z_QU＝z_Q-z_U

a₁·b₁＝x_QT·x_QU+y_QT·y_QU+z_QT·z_QU

$\left|a_1\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{QT}}}^2+{y_{\mathrm{QT}}}^2+{z_{\mathrm{QT}}}^2},$ $\left|b_1\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{QU}}}^2+{y_{\mathrm{QU}}}^2+{z_{\mathrm{QU}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_1=\frac{a_1\·b_1}{\left|a_1\right|\·\left|b_1\right|}$

x_KL＝x_K-x_L，y_KL＝y_K-y_L，z_KL＝z_K-z_L，x_KM＝x_K-x_M，y_KM＝y_K-y_M，z_KM＝z_K-z_M

a₂·b₂＝x_KL·x_KM+y_KL·y_KM+z_KL·z_KM

$\left|a_2\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{KL}}}^2+{y_{\mathrm{KL}}}^2+{z_{\mathrm{KL}}}^2},$ $\left|b_2\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{KM}}}^2+{y_{\mathrm{KM}}}^2+{z_{\mathrm{KM}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_2=\frac{a_2\·b_2}{\left|a_2\right|\·\left|b_2\right|}$

x_PS＝x_P-x_S，y_PS＝y_P-y_s，z_PS＝z_p-z_s，x_PG＝x_P-x_G，y_PG＝y_P-y_G，z_PG＝z_P-z_G

a₃·b₃＝x_PS·x_PG+y_PS·y_PG+z_PS·z_PG

$\left|a_3\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{PS}}}^2+{y_{\mathrm{PS}}}^2+{z_{\mathrm{PS}}}^2},$ $\left|b_3\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{PG}}}^2+{y_{\mathrm{PG}}}^2+{z_{\mathrm{PG}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_3=\frac{a_3\·b_3}{\left|a_3\right|\·\left|b_3\right|}$

x_VW＝x_V-x_W，y_VW＝y_V-y_W，z_VW＝z_V-z_W，x_VG＝x_V-x_G，y_VG＝y_V-y_G，z_VG＝z_V-z_G

a₄·b₄＝x_VW·x_VG+y_VW·y_VG+z_VW·z_VG

$\left|a_4\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{VW}}}^2+{y_{\mathrm{VW}}}^2+{z_{\mathrm{VW}}}^2},$ $\left|b_4\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{VG}}}^2+{y_{\mathrm{VG}}}^2+{z_{\mathrm{VG}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_4=\frac{a_4\·b_4}{\left|a_4\right|\·\left|b_4\right|}$

8、求G点高程

即，

 当θ＝180°、ε＝2、λ＝1时，

因此，原有反距离加权法是该方法在θ＝180°、ε＝2、λ＝1时的特例。

十三、按设置的等高距(相邻等高线间高程差)制作等高线，完成数字化地形图制作的其它内容。

十四、进行地形三维立体透视图的制作。

发明的优点

一、采用旋转TIN网的优点

1、构网方便、快速、算法简单、便于程序控制；

2、较好地考虑了第三维数据的分布。

3、较好地考虑了地形沿水平和垂直两方向变化的趋势性。

4、较好地考虑了三角形的方位性对地形水平和垂直两方向变化趋势性的影响。

5较好地考虑了小区域内三角形间拓扑关系的互相呼应，配合可以对其地形进行更好地控制的问题。

6、减少数据点。与正方形网相比，在节省测绘点大于或等于16％(4个配套网的范围内节省测绘点16％，范围越大，节省测绘点率越高。)的情况下，将控制效率提高近一倍(以4个配套网的范围为例，正方形网需测绘点25个，而旋转TIN网只需21个，两者的控制程度相近)。

7、降低平三角形出现的概率。

8、数据结构的难易程度介于规则网和TIN之间，是一种在正方形规则网之上有规律的TIN，比较好处理。

9、数据存储规律性较强，正方形格网交点处的数据点按矩阵存储(用行号和列号隐性表示)，正方形格网内的三个数据点根据配套网中四个基本单元的类型分为四种类型处理，即在标明所在格网中一个格网点的行号和列号的基础上，再标明基本单元中的类型(1、2、3、4个基本单元类型中的一种)，就可以方便、迅速地计算处格网内数据点的坐标。

10、将旋转TIN与特征线配合使用效果更好。在配套TIN网与F-S特征点集的基础上勾绘的等高线精度较高，保真程度也较高，在此基础上利用MADEM1方法生成DEM的精度和利用MADEM2生成DEM的精度均将优于正方形网和普通TIN网。

11、可提高工作效率、成本低、周期短。

12、适用面广，适用于任何有规律变化体宏观测绘点的布局。

13、满足Delaunay原则。

14、沿各方向上的控制距离相近的程度大。

15、相对密集区和相对稀疏区呈围邻关系。因地形的趋势变化呈渐变关系，因此，可以将相对密集区的趋势用于指导相对稀疏区，使趋势分析的整体准确度提高。

16、相同信息点数的覆盖率较正方形网大，即省测绘点。

17、有利于三维空间整个连续地面序特征和序结构的保持，有利于DEM的高保真。

总之，旋转TIN网将规则网与TIN的优点有机结合起合，进行了更好地发挥和利用，避免了规则网与TIN的缺点。在此基础上考虑第三维数据的分布，考虑到地形沿水平和垂直两方向变化的趋势性，考虑到三角形方位对地形沿水平和垂直两方向变化的影响，考虑到相邻小区域内三角形间互相呼应，配合的拓扑关系对地形沿水平和垂直两方向变化的控制。该网型在三维空间上较好地满足Delaunay原则，可属于2.5维构网。

应用：将配套TIN与特征点集(F-S：Specific Feature)结合起来使用效果更好。

二、采用距离与夹角双权内插法进行高程内插的优点

1、推出一个相邻三角形同名等高线间夹角余弦值的参数，将地形自相关性中距离与方向的影响很好地结合起来。

2、以线性内插的方法求得非线性内插的结果，且方法与算法简单、结果合理。

3、有利于三维空间整个连续地面序特征和序结构的保持，有利于DEM的高保真。

4、在相邻两个三角形的公共边处为较平缓、光滑过渡。

三、采用旋转TIN网和距离与夹角双权内插法的地形图制作方法的优点

将旋转配套TIN网和距离与夹角双权内插法的优点结合起来可以更好地提高地形图和地形三维立体透视图的精度和高保真程度，使在地形图和地形三维立体透视图的基础上所进行的数据挖掘、空间分析与建模更准确，为GIS在各领域的应用奠定更好的基础。

附图说明

图1是实施方式一中基本单元1的示意图，图2是实施方式一中一次单元体2的示意图，图3是实施方式一中二次单元体3的示意图，图4是实施方式一中三次单元体4的示意图，图5是实施方式一中配套单元的示意图，图6是实施方式一中以配套单元为复制单位，进行平移复制的测绘网示意图，图7是正方形网的示意图。图8是实施方式二中基本单元1的示意图，图9是实施方式二中一次单元体2的示意图，图10是实施方式二中二次单元体3的示意图，图11是实施方式二中三次单元体4的示意图，图12是实施方式二中配套单元的示意图，图13是实施方式二中以配套单元为复制单位，进行平移复制的测绘网示意图。图14是实施方式三中基本单元1的示意图，图15是实施方式三中一次单元体2的示意图，图16是实施方式三中二次单元体3的示意图，图17是实施方式三中三次单元体4的示意图，图18是实施方式三中配套单元的示意图，图19是实施方式三中以配套单元为复制单位，进行平移复制的测绘网示意图。图20是实施方式五中基本单元1的示意图，图21是实施方式五中一次单元体2的示意图，图22是实施方式五中二次单元体3的示意图，图23是实施方式五中三次单元体4的示意图，图24是实施方式五中配套单元的示意图，图25是实施方式五中以配套单元为复制单位，进行平移复制的测绘网示意图。图26是实施方式四中基本单元1的示意图，图27是实施方式四中一次单元体2的示意图，图28是实施方式四中拼接体A1的示意图，图29是实施方式四中拼接体A2的示意图，图30是实施方式四中配套单元的示意图，图31是实施方式四中以配套单元为复制单位，进行平移复制的测绘网示意图，图32-a是相邻三角形中过分布中心的等高线与公共边的交点在三角形内的示意图，图32-b是相邻三角形中过分布中心的等高线与公共边的交点在三角形外的示意图，图32-c是内插点在相邻两三角形公共边上的示意图，图33是是采用正方形网的实例对比图，图34-(1)至(4)是实例1采用实施方式一网型中4个亚方案的控制效果，图35-(1)至(4)是将图34-(1)至(4)中距离地形特征点较近的初始测绘网络中的测绘点位置在小范围内调整，使其可以兼用为地形特征点的实例2示意图，图中空心圆是调整前初始测绘网络中的测绘点，图36是求内插点高程的算法流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图8至图13具体说明本实施方式。本实施方式包括下述步骤：

一、测图比例尺是1∶500，地形碎部点间距离是15m，以地形碎部点间距离的二倍30m作为基础正方形的边长。

二、在基础正方形的四个顶点各布置一个测绘点，在基础正方形内分散布置三个测绘点，，见示意图1，四个顶点的平面坐标分别为(0，0)，(30，0)，(30，30)和(0，30)，a点为(9，9)，b点为(12，22.5)，c点为(24，12)，上述a、b、c三点连接成三角形，上述的内部三个测绘点连接成三角形，然后从基础正方形的四个顶点中选取一个顶点，该顶点距离与其相邻的内部三角形两个顶点的距离之和最小，把选取出来的这个正方形的顶点处的测绘点和上述的与其相邻的内部三角形两个顶点处的测绘点分别连接，过基础正方形的其余三个顶点分别向基础正方形内部三个测绘点中就近的的测绘点连线，最终形成基本单元1(图8)。

三、把基本单元1逆时针旋转90度形成一次单元体2(图9)，把基本单元1逆时针旋转180度形成二次单元体3(图10)，把基本单元1逆时针旋转270度形成三次单元体4(图11)。

四、把一次单元体2(图9)设置在基本单元1(图8)的下侧，把三次单元体4(图11)设置在基本单元1(图8)的右侧，把二次单元体3(图10)设置于一次单元体2(图9)的右侧和三次单元体4(图11)的下侧，基本单元1、一次单元体2、二次单元体3和三次单元体4拼接成一个正方形的配套单元(图12)。配套单元中相邻两个基本单元公共边两侧、分处于两个基本单元之内的三角形顶点处的测绘点相连。

五、以配套单元为复制单位，重复平移复制配套单元，形成覆盖测绘区的测绘网，相邻两个配套单元中的相邻两个基本单元的公共边两侧的、分处于两个基本单元之内的距离最近的三角形顶点处的测绘点相连，形成初始测绘网络(图13)。所述初始测绘网络是所有测绘点与测绘点之间的连线，所述相邻的测绘点连线去除基础正方形相邻两个顶点处测绘点的连线，初始测绘网络中相邻两个测绘点间的长度在基础正方形边长的0.20～0.85倍范围内，网络中的测绘点具有较好的交错性和分散性。依次分别选择配套单元中的1个单元作为测绘网的起点可得到初始测绘网络的4个亚方案，在4个亚方案中选择一个亚方案。

六、在初始测绘网络的测绘点处布置测绘点。

七、如果旋转配套TIN网中某测绘点在以该测绘点为中心，在基础正方形边长的0.15倍范围内调整后，可以作为地形特征点，则将该测绘点调整到新位置，形成动态测绘网络，动态测绘网络中所有三角形中所有的内角都应大于18度。初始测绘网络中的初始测绘点也可根据其它实际情况调整，调整范围也是正方形边长的0.15倍范围内，调整后形成的动态测绘网络中所有三角形中所有的内角都应大于18度。水域内的测绘点特殊处理。

图33是采用正方形网的实例对比图，采用正方形网时350m等高线内有2个测绘点。图34是采用实施方式一中网型的实例示意图，图34-(1)至(4)是实例1采用实施方式一网型中4个亚方案的控制效果，以350m等高线的控制为例，采用实施方式一网型中图34-(1)至(4)4个亚方案时分别有5，4，7，6个测绘点，控制效果明显好于正方形网。图35-(1)至(4)是将实例1中距离地形特征点较近的初始测绘网络中的测绘点位置在小范围内调整，使其可以兼用为地形特征点的实例2，由于采用实施方式一网型沿各方向的分散性较好，因旋转配套TIN网中测绘点的分散性很好，测绘点与地形特征点接近或调整后可以兼作地形特征点的概率则相对大较多，这样，可以减少单独地形特征点的数量，图35-(1)至(4)4个亚方案中的控制效果明显好于正方形网。因此，对于地形控制而言，以旋转TIN网与地形特征点相结合的地形控制方法即方便构网，又有利于捕捉地形特征点。

八、根据总体地形特征布置其它地形特征点。

九、在八中动态测绘网络中的测绘点和九中的地形特征点处测量平面位置和高程。

十、将九中布置的地形特征点与其所在的三角形的三个顶点相连，形成局部次级加密网。

十一、将测绘点位置和高程及测绘网中三角形连接数据数据输入计算机，进行数字化储存和管理。

十二、采用距离与夹角双权内插法进行高程内插。

(一)内插点在三角形平面内时内插点高程的求解方法：

见示意图32--a，A(x_a，y_a，z_a)，B(x_b，y_b，z_b)，C(x_c，y_c，z_c)是三角形的三个顶点，且z_a＞z_b＞z_c，ΔABJ，ΔBCI，ΔACH是与ΔABC临边的三个三角形，M、N、L、K分别是ΔABJ，ΔBCI，ΔACH和ΔABC的分布中心，D(x_d，y_d，z_d)点在AC边上，zd＝zb。BD为等高线。G(x_g，y_g，z_g)点是ABC三角形内欲内插高程值的点，z_go是G点在ΔABC平面内内插的高程值，z_g是G点根据ΔABC和ΔABJ，ΔBCI，ΔACH四个三角形的数据内插的高程值。与ABC三角形邻边的三个三角形的分布中心(可根据情况选择算术平均中心、加权平均中心和中位中心)分别为M(x_m，y_m，z_m)、N(x_n，y_n，z_n)和L(x_l，y_l，z_l)、。E点在AB边上，F点在AC边上，E，G，F点三点在同一条直线上，高程相同，即z_g＝z_e＝z_f。S、F、E、Q四点高程相同，即z_s＝z_f＝z_e＝z_q。P点在BC边上，N、P、U三点高程相同，即z_n＝z_p＝z_u。θ₁(∠GEQ)，θ₂(∠GFS)，θ₃(∠UPN)分别为相邻两三角形同名等高线间的夹角(θ₁，θ₂，θ₃均取小于180°者)。自G点到以G点所在三角形为内核向外的第一圈三角形分布中心的距离分别为d₁(GM)，d₂(GL)，d₃(GN)，……d_n。

1、在三角形ABC中用线性内插的方法求出G点的高程z_GO。

2、用算术平均法求出以ΔABC为内核向外的第一圈三角形分布中心M、N、L，……n点的平面坐标。用线性插值的方法分别在M、N、L，……n点所在的平面上求出M、N、L，……n点的高程，Z_M，Z_N，Z_L，……Z_n。

3、用在本三角形内线性内插的方法求出ΔABC和以ΔABC为内核向外的第一圈中三角形间同名等高线端点和转折点Q、E、F、S、U、P、N，……点的平面坐标，z_Q＝z_E＝z_F＝z_S＝z_G，z_U＝z_P＝z_N，……。

4、求ΔABC和以ΔABC为内核向外的第一圈中三角形间同名等高线间夹角

x_EQ＝x_E-x_Q，y_EQ＝y_E-y_Q，z_EQ＝z_E-z_Q，x_EG＝x_E-x_G，y_EG＝y_E-y_G，z_EG＝z_E-z_G

a₁·b₁＝x_EQ·x_EG+y_EQ·y_EG+z_EQ·z_EG

$\left|a_1\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{EQ}}}^2+{y_{\mathrm{EQ}}}^2+{z_{\mathrm{EQ}}}^2},$ $\left|b_1\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{EG}}}^2+{y_{\mathrm{EG}}}^2+{z_{\mathrm{EG}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_1=\frac{a_1\·b_1}{\left|a_1\right|\·\left|b_1\right|}$

x_FS＝x_F-x_S，y_FS＝y_F-y_S，z_FS＝z_F-z_S，x_FG＝x_F-x_G，y_FG＝y_F-y_G，z_FG＝z_F-z_G

a₂·b₂＝x_FS·x_FG+y_FS·y_FG+z_FS·z_FG

$\left|a_2\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{FS}}}^2+{y_{\mathrm{FS}}}^2+{z_{\mathrm{FS}}}^2},$ $\left|b_2\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{FG}}}^2+{y_{\mathrm{FG}}}^2+{z_{\mathrm{FG}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_2=\frac{a_2\·b_2}{\left|a_2\right|\·\left|b_2\right|}$

x_PN＝x_P-x_N，y_PN＝y_P-y_N，z_PN＝z_P-z_N，x_PU＝x_P-x_U，y_PU＝y_P-y_U，z_PU＝z_P-z_U

a₃·b₃＝x_PN·x_PU+y_PN·y_PU+z_PN·z_PU

$\left|a_3\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{PN}}}^2+{y_{\mathrm{PN}}}^2+{z_{\mathrm{PN}}}^2},$ $\left|b_3\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{PU}}}^2+{y_{\mathrm{PU}}}^2+{z_{\mathrm{PU}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_3=\frac{a_3\·b_3}{\left|a_3\right|\·\left|b_3\right|}$

同理求求出ΔABC和以ΔABC为内核向外的第一圈中其它三角形间同名等高线间夹角，……直至

5、求以ΔABC为内核向外的第一圈中三角形分布中心距G点的距离

$d_1=\sqrt{{(x_G-x_M)}^2+{(y_G-y_M)}^2+{(z_G-z_M)}^2}$

$d_2=\sqrt{{(x_G-x_N)}^2+{(y_G-y_N)}^2+{(z_G-z_N)}^2}$

$d_3=\sqrt{{(x_G-x_L)}^2+{(y_G-y_L)}^2+{(z_G-z_L)}^2}$

直至 $d_n=\sqrt{{(x_G-x_n)}^2+{(y_G-y_n)}^2+{(z_G-z_n)}^2}$

6、求G点高程

即，

(二)内插点在三角形公共边上时的高程内插

见示意图32--b，AB是相邻ΔABJ和ΔABC的公共边，内插点G(x_g，y_g，z_g)在AB边上，ΔAJE，ΔBJF，ΔBCI，ΔACH，分别是与ΔABJ和ΔABC的外边相邻的四个三角形，W、D、N、L分别是ΔAJE，ΔBJF，ΔBCI，ΔACH的分布中心。z_go是G点在AB边上线性内插的高程值，z_g是G点根据ΔABC和ΔABJ，ΔBCI，ΔACH四个三角形的数据内插的高程值。θ₁(∠TQU)，θ₂(∠MKL)，θ₃(∠GPS)，θ₄(∠GVR)分别为相邻两三角形同名等高线间的夹角(θ₁，θ₂，θ₃，θ₄均取小于180°者)。自G点到以G点所在边为对角线的四边形作为内核向外的第一圈三角形分布中心的距离分别为d₁(GD)，d₂(GL)，d₃(GN)，d₄(GW)，…d_n。

1、在AB边上用线性内插的方法求G点高程值Z_GO。

2、用算术平均法求以AB边为内核向外的第一圈中三角形分布中心的平面坐标，W、D、N、L，……直至n。

3、求G点分别到以AB边为内核向外的第一圈中三角形分布中心的，W、D、N、L，……直至n的距离

$d_1=\sqrt{{(x_{\mathrm{GO}}-x_W)}^2+{(y_{\mathrm{GO}}-y_W)}^2+{(z_{\mathrm{GO}}-z_W)}^2}$

$d_2=\sqrt{{(x_{\mathrm{GO}}-x_D)}^2+{(y_{\mathrm{GO}}-y_D)}^2+{(z_{\mathrm{GO}}-z_D)}^2}$

$d_3=N\sqrt{{(x_{\mathrm{GO}}-x_N)}^2+{(y_{\mathrm{GO}}-y_N)}^2+{(z_{\mathrm{GO}}-z_N)}^2}$

$d_4=\sqrt{{(x_{\mathrm{GO}}-x_L)}^2+{(y_{\mathrm{GO}}-y_L)}^2+{(z_{\mathrm{GO}}-z_L)}^2}$

直至 $d_n=\sqrt{{(x_{\mathrm{GO}}-x_n)}^2+{(y_{\mathrm{GO}}-y_n)}^2+{(z_{\mathrm{GO}}-z_n)}^2}$

在以AB边为内核向外的第一圈中三角形ΔAJE，ΔBJF，ΔBCI，ΔACH，……中分别用线性内插的方法求分布中心D、N、L、W，……的高程。

4、用JB和GD两直线方程联立的方法求Q点的平面坐标

$x_Q=\frac{y_B-\frac{(y_J-y_B)\·x_B}{x_J-x_B}-y_G+\frac{(y_D-y_G)\·x_G}{x_D-x_G}}{\frac{(y_D-y_G)}{x_D-x_G}-\frac{(y_J-y_B)}{x_J-x_B}}$

$y_Q=\frac{(y_J-y_B)}{x_J-x_B}\·\frac{y_B-\frac{(y_J-y_B)\·x_B}{x_J-x_B}-y_G+\frac{(y_D-y_G)\·x_G}{x_D-x_G}}{\frac{(y_D-y_G)}{x_D-x_G}-\frac{(y_J-y_B)}{x_J-x_B}}+y_B-\frac{(y_J-y_B)\·x_B}{x_J-x_B}$

5、在ΔBJF中用线性内插的方法求Q点的高程

6、在所属三角形中用线性内插的方法求V、P、R、S、K、M、T、U，……点的平面坐标

7、求以AB边为内核向外的第一圈三角形中分别与ΔABJ和ΔABC相邻的两三角形同名等高线间夹角

x_QT＝x_Q-x_T，y_QT＝y_Q-y_T，z_QT＝z_Q-z_T，x_QU＝x_Q-x_U，y_QU＝y_Q-y_U，z_QU＝z_Q-z_U

a₁·b₁＝x_QT·x_QU+y_QT·y_QU+z_QT·z_QU

$\left|a_1\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{QT}}}^2+{y_{\mathrm{QT}}}^2+{z_{\mathrm{QT}}}^2},$ $\left|b_1\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{QU}}}^2+{y_{\mathrm{QU}}}^2+{z_{\mathrm{QU}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_1=\frac{a_1\·b_1}{\left|a_1\right|\·\left|b_1\right|}$

x_KL＝x_K-x_L，y_KL＝y_K-y_L，z_KL＝z_K-z_L，x_KM＝x_K-x_M，y_KM＝y_K-y_M，z_KM＝z_K-z_M

a₂·b₂＝x_KL·x_KM+y_KL·y_KM+z_KL·z_KM

$\left|a_2\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{KL}}}^2+{y_{\mathrm{KL}}}^2+{z_{\mathrm{KL}}}^2},$ $\left|b_2\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{KM}}}^2+{y_{\mathrm{KM}}}^2+{z_{\mathrm{KM}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_2=\frac{a_2\·b_2}{\left|a_2\right|\·\left|b_2\right|}$

x_PS＝x_P-x_S，y_PS＝y_P-y_s，z_PS＝z_p-z_s，x_PG＝x_P-x_G，y_PG＝y_P-y_G，z_PG＝z_P-z_G

a_3·b₃＝x_PS·x_PG+y_PS·y_PG+z_PS·z_PG

$\left|a_3\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{PS}}}^2+{y_{\mathrm{PS}}}^2+{z_{\mathrm{PS}}}^2},$ $\left|b_3\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{PG}}}^2+{y_{\mathrm{PG}}}^2+{z_{\mathrm{PG}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_3=\frac{a_3\·b_3}{\left|a_3\right|\·\left|b_3\right|}$

x_VW＝x_V-x_W，y_VW＝y_V-y_W，z_VW＝z_V-z_W，x_VG＝x_V-x_G，y_VG＝y_V-y_G，z_VG＝z_V-z_G

a₄·b₄＝x_VW·x_VG+y_VW·y_VG+z_VW·z_VG

$\left|a_4\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{VW}}}^2+{y_{\mathrm{VW}}}^2+{z_{\mathrm{VW}}}^2},$ $\left|b_4\right|=\sqrt{{x_{\mathrm{VG}}}^2+{y_{\mathrm{VG}}}^2+{z_{\mathrm{VG}}}^2}$

$\cos {\mathrm{\θ}}_4=\frac{a_4\·b_4}{\left|a_4\right|\·\left|b_4\right|}$

8、求G点高程

取ε＝2、λ＝1，即，

十三、按设置的等高距(相邻等高线间高程差)制作等高线，完成数字化地形图制作的其它内容。

十四、进行地形三维立体透视图的制作。

具体实施方式二；见示意图1至示意图6，本实施方式与实施方式一的不同之处是：步骤二中，在基础正方形内分散布置的三个测绘点分别为，a(6，6)，b(15，24)，c(24，15)；其它步骤与实施方式一都相同。

本实施方式与实施方式一相比，1、实施方式一在基本单元内测绘点沿走向和倾向的分散性较好；本实施方式在配套单元内测绘点沿走向和倾向的分散性较好；2、测绘网络中相邻两个测绘点间的长度较实施方式一缩小了，缩小在基础正方形边长的0.43～0.67倍范围内。

具体实施方式三：见图14至图19，本实施方式与实施方式一的不同之处是：步骤二中，在基础正方形的四个顶点各布置一个测绘点，在基础正方形内分散布置三个测绘点，上述的内部三点连接成三角形，然后在基础正方形右边的中点布置一个测绘点，与基础正方形的四个顶点上的测绘点和基础正方形内分散布置的三个测绘点相加一共八个测绘点。示意图14中八个测绘点分别为(0，0)，(30，0)，(30，30)，(0，30)，a(8.31，13.62)，b(15，24)，c(20.37，6)，d(30，15)。将正方形右边中点处的测绘点与内部就近的三角形的两个测绘点分别连接，将与正方形右边中点处的测绘点同在一条直线上的两个正方形顶点与内部就近的三角形的一个测绘点分别连接，将正方形的其余两个顶点与内部就近的三角形的两个测绘点分别连接，最终形成基本单元1(图14)；步骤三中，把基本单元1逆时针旋转180度形成一次单元体2，把基本单元1逆时针旋转360度形成二次单元体3，把基本单元1逆时针旋转540度形成三次单元体4；四、把一次单元体2设置在基本单元1的下侧，把三次单元体4设置在基本单元1的右侧，把二次单元体3设置于一次单元体2的右侧和三次单元体4的下侧，基本单元1、一次单元体2、二次单元体3和三次单元体4拼接成一个正方形的配套单元(图18)。

本实施方式与实施方式一、实施方式二相比，1、在基本单元内测绘点数量增加了一个；2、基本单元内的面积控制率提高了12.5％；3、测绘网络中相邻两个测绘点间的长度较实施方式一、实施方式二缩小了，可以缩小在基础正方形边长的0.40～0.58倍范围内。

具体实施方式四：见图26至图31，本实施方式与实施方式一的不同之处是：步骤二中，在基础正方形的四个顶点各布置一个测绘点，在基础正方形内分散布置三个测绘点，上述的内部三点连接成三角形，然后在基础正方形右边的中点布置一个测绘点，与基础正方形的四个顶点上的测绘点和基础正方形内分散布置的三个测绘点相加一共八个测绘点。图26中八个测绘点分别为(0，0)，(30，0)，(30，30)，(0，30)，a(6，13.5)，b(13.5，24)，c(16.5，6)，d(30，15)。将正方形右边中点处的测绘点与内部就近的三角形的两个测绘点分别连接，将与正方形右边中点处的测绘点同在一条直线上的两个正方形顶点与内部就近的三角形的一个测绘点分别连接，将正方形的其余两个顶点与内部就近的三角形的两个测绘点分别连接，最终形成基本单元1；步骤三中，以基本单元1(图26)的右边为轴镜像对称形成一次单元体2(图27)，把一次单元体2(图27)接于基本单元1(图26)的右侧形成拼接体A1(图28)，把拼接体A1逆时针旋转180度形成拼接体A2(图29)；步骤四中、把拼接体A2接于拼接体1的右侧，形成配套单元(图30)。

本实施方式与实施方式三相比，控制程度相同，只是基本单元的组合方式有所变化。

具体实施方式五：见图20至图25，本实施方式与实施方式一的不同之处是：步骤二中，在基础正方形的四个顶点各布置一个测绘点，在基础正方形内分散布置三个测绘点，上述的内部三点连接成三角形，然后在基础正方形底边的中点和右边的中点各布置一个测绘点，与基础正方形的四个顶点上的测绘点和基础正方形内分散布置的三个测绘点相加一共九个测绘点。示意图20中的九个点分别为(0，0)，(30，0)，(30，30)，(0，30)，a(5.13，10.89)，b(14.16，24.96)，c(20.16，15.9)，d(30，15)，e(15，0)。将基础正方形底边和右边中点处的测绘点向与其内部就近的三角形两个顶点处的测绘点分别连线，在上述的四个连线中去掉最长的连线，连接与上述最长的连线交叉的基础正方形顶点与内部三角形顶点，然后将基础正方形四个顶点处的测绘点分别与内部就近的三角形一个顶点处的测绘点连线，最终形成基本单元1，如图20所示；步骤四中，配套单元中相邻两个基本单元公共边上的测绘点重合对接；步骤五中，相邻两个配套单元中的相邻两个基本单元的公共边两侧的、分处于两个基本单元之内的距离最近的三角形顶点处的测绘点以最小距离相连，形成初始测绘网络(图25)。

本实施方式与实施方式一相比，1、在基本单元内测绘点数量增加二个；2、基本单元内的面积控制率提高了25％；3、本实施方式在测绘点的分散性和测绘点间的平均距离方面都明显地优于实施方式一。

具体实施方式六：本实施方式与实施方式一、实施方式二、实施方式三、实施方式四或实施方式五的不同在于：分别在实施方式一、实施方式二、实施方式三、实施方式四或实施方式五的步骤四和步骤五之间还包括步骤A，把配套单元的长度或宽度方向缩放，使之成为长方形，内部所有测绘点的位置按照缩放比例调整。其它步骤仍与原实施方式相同。

Claims (2)

1.采用本发明的旋转TIN网和距离与夹角双权内插法的大比例尺地形图测绘方法，以解决地表实体数据结构间的呼应、配合不足，没有对相邻数据间组成的相邻三角形平面间夹角的影响予以直接考虑的缺陷，其特征在于它包括下述步骤：一、以国家规定的各种大比例尺下地形碎部点间距离值的二倍作为基础正方形的边长，或根据需要和经验确定，二、在基础正方形的四个顶点各布置一个测绘点，在基础正方形相邻的两条边上分散布置0～n₁(n₁为0或整数)个测绘点，在基础正方形内分散布置3～n₂(n₂为0或整数)个测绘点，且上述测绘点中任意两点之间的距离在基础正方形边长的0.20～0.85倍之间，基础正方形顶点、边上和内部的测绘点以三角形连接，保证相邻的任意两个测绘点之间的连线长度在基础正方形边长的0.20～0.85倍之间，基础正方形中所有三角形中所有的内角都应大于18度，并使连线所分割的相邻两三角形的6个内角中最小者最大为原则，最终形成基本单元1(图1)，三、把基本单元1逆时针旋转90×n₃(n₃为0或整数)度形成一次单元体2(图2)，把基本单元1逆时针旋转90×n₄(n₄为0或整数)度形成二次单元体3(图3)，把基本单元1逆时针旋转90×n₅(n₅为0或整数)度形成三次单元体4(图4)，四、用基本单元1、一次单元体2、二次单元体3和三次单元体4拼接成一个正方形的配套单元(图5)，配套单元中相邻两个基本单元公共边上只有顶点处有两个控制点的公共边两侧、分处于两个基本单元之内的三角形顶点处的控制点相连，相邻的任意两个测绘点之间的连线长度在基础正方形边长的0.20～0.85倍之间，配套单元中所有三角形中所有的内角都应大于18度，并使连线所分割的相邻两三角形的6个内角中最小者最大，具有较好的交错性和分散性为原则，可适当修改基础正方形中的三角形连线，五、以配套单元为复制单位，重复平移复制配套单元，形成覆盖测绘区的测绘网，相邻两个配套单元中的相邻两个基本单元的公共边上只有顶点处的两个控制点的公共边两侧的、分处于两个基本单元之内的距离最近的三角形顶点处的控制点相连，相邻的任意两个测绘点之间的连线长度在基础正方形边长的0.20～0.85倍之间，配套单元中所有三角形中所有的内角都应大于18度，并使连线所分割的相邻两三角形的6个内角中最小者最大，网络中的测绘点具有较好的交错性和分散性为原则，形成初始测绘网络(图6)，所述初始测绘网络是所有控制点与相邻控制点之间的连线，所述相邻的控制点连线去除基础正方形相邻两个顶点处控制点的连线，初始测绘网络中相邻两个控制点间的长度在基础正方形边长的0.20～0.85倍范围内，依次分别选择配套单元中的1个单元作为测绘网络的起点可得到初始测绘网络的4个亚方案，在4个亚方案中选择一个亚方案，六、在初始测绘网络的测绘点处进行测量、采集数据，七、如果旋转配套TIN网中某测绘点在以该初始测绘网络为中心，在基础正方形边长的0.15倍范围内调整后，可以作为地形特征点，则将该测绘点调整到新位置，形成动态测绘网络，动态测绘网络中所有三角形中所有的内角都应大于18度，初始测绘网络中的初始测绘点也可根据其它实际情况调整，调整范围也是正方形边长的0.15倍范围内，调整后形成的动态测绘网络中所有三角形中所有的内角都应大于18度，八、根据总体地形特征布置其它地形特征点，九、在八中动态测绘网络中的测绘点和九中的地形特征点处测量平面位置和高程，十、将九中布置的地形特征点与其所在的三角形的三个顶点相连，形成局部次级加密网，十一、将测绘点位置和高程及测绘网中三角形连接数据数据输入计算机，进行数字化储存和管理，十二、采用距离与夹角双权内插法进行高程内插，

即，

式中θ₁，θ₂，θ₃，θ₄…θ_n分别为相邻两三角形同名等高线间的夹角(θ₁，θ₂，θ₃，θ₄…θ_n均取小于180°者)，Z_G是内插点G的高程值，

内插点G在三角形平面内时，d₁，d₂，d₃，d₄，……d_n分别是自G点到以G点所在三角形为内核向外的第一圈三角形分布中心的距离，Z_GO是内插点G在本三角形中线性内插的高程值，

内插点G在三角形公共边上时，d₁，d₂，d₃，d₄，……d_n分别是自G点到以G点所在边为对角线的四边形作为内核向外的第一圈三角形分布中心的距离，Z_GO是内插点G在公共边上线性内插的高程值，

十三、按设置的等高距(相邻等高线间高程差)制作等高线，完成数字化地形图制作的其它内容，

十四、进行地形三维立体透视图的制作。

2.依据权利要求1所述的采用旋转TIN网和距离与夹角双权内插法的大比例尺地形图测绘方法，其特征在于在步骤四和步骤五之间还包括步骤A，把配套单元的长度或宽度方向缩放，使之成为长方形，内部所有测绘点位置按照缩放比例调整。

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