CN109448119A - 一种地理信息系统开发中关于数字高程模型（dem）应用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数字高程模型(DEM)的技术领域，公开了一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，包括以下步骤：(1)、将ASCII码的DEM数据集文件转换为二进制数据文件；(2)、在地理信息系统开发中，需要获知已知大地坐标(X，Y)的点位的高程值时，根据所述ASCII码的DEM数据集文件的头文件参数，计算该点位在所述DEM数据集文件中所在的位置(行×列)；(3)、根据计算出的该点位在所述DEM数据集文件中所在的位置(行×列)，计算该点位在所述二进制数据文件中的数据位；(4)、根据计算出的所述数据位直接从所述二进制数据文件中读取该数据位的高程值；直接从数据集文件中读取所需要的高程值，极大地提高了计算机的运行效率。

Description

一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的 方法
技术领域
本发明涉及数字高程模型(DEM)的技术领域，尤其是一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法。
背景技术
数字高程模型(DEM)是指地面上按一定间距排列的规则格网上的高程数据集，它的数据标准包括头文件和数据集文件；它的主要应用是查询和分析地面高程、坡度、坡向、地面通视等三维分析应用，如土木工程的土方计算和无线电信号的覆盖分析等。数字高程模型一般是从野外实测地面特征点、特征线的高程和等高线，按一定的内插方法计算出规则格网点的高程值。从上世纪20年代起，随着计算机技术的发展，使得DEM内插的数值计算采用计算机编程求解，有些原本属于数学领域的内插方法借助计算机技术广泛应用工程实践中。
目前DEM数据格式有多种，其中最常用的有USGS的*.dem格式和ESRI Arc/Info标准格网lattice转换的ASCII文件，这两种数据都是以ASCII码文件。
由于ASCII码文件是在计算机系统中是顺序文件，目前大多数地理信息系统(GIS)中调用DEM数据时都是将DEM数据集读入到计算机内存中，需要时从内存中提取，这样将占用大量的计算机内存资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，旨在解决现有技术中地理信息系统(GIS)调用DEM数据占用计算机内存资源，计算机运行效率低的问题。
本发明是这样实现的，一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，包括以下步骤：
(1)、将ASCII码的DEM数据集文件转换为二进制数据文件(双精度或单精度)；
(2)、在地理信息系统开发中，需要获知已知大地坐标(X，Y)的点位的高程值时，根据所述ASCII码的DEM数据集文件的头文件参数，计算该点位在所述DEM数据集文件中所在的位置(行×列)；
(3)、根据计算出的该点位在所述DEM数据集文件中所在的位置(行×列)，计算该点位在所述二进制数据文件中的数据位；
(4)、根据计算出的所述数据位直接从所述二进制数据文件中读取该数据位的高程值。
进一步地，所述ASCII码的DEM数据集文件的前六行分别表示：DEM的总列数、DEM的总行数、DEM的左下角X坐标、DEM的左下角Y坐标、DEM的格网间距、DEM的无数据区数据(-9999)；所述ASCII码的DEM数据集文件的第七行开始则每一个数据代表一个标准格网的高程值，以左下角开始，逐列逐行存放。
进一步地，在所述步骤(2)中，计算该点位在所述DEM数据集文件中所在的位置(行×列)的计算公式为：
点位所在的列数：nhcell＝CInt[(X-xllcorner)/cellsize+0.5]+1；
点位所在的行数：nvcell＝CInt[(Y-yllcorner)/cellsize+0.5]+1；
式中，xllcorner为DEM的左下角X坐标，cellsize为DEM的格网间距，X为该点位大地坐标(X，Y)中的X，yllcorner为DEM的左下角Y坐标，Y为该点位大地坐标(X，Y)中的Y。
进一步地，在所述步骤(3)中，计算该点位在所述二进制数据文件中的数据位的计算公式为：
点位在二进制数据文件中的数据位为：
ncell＝CLng[(nrows-nvcell)*ncols+nhcell+6]；
式中，nrows为DEM的总行数，nvcell为所述步骤(2)中所求得的点位所在的行数，ncols为DEM的总列数，nhcell为所述步骤(2)中所求得的点位所在的列数。
与现有技术相比，本发明提供的一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，将DEM数据集以文件方式存放在任何地方，如计算机硬盘、服务器、网络空间等，在GIS系统中采用一定的算法，不需要将DEM数据集文件全部读入到计算机内存中，直接从数据集文件中读取所需要的高程值，极大地提高了计算机的运行效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法的具体应用示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
参照图1-2所示，为本发明提供较佳实施例。
本发明提供的一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，用于解决现有技术中地理信息系统(GIS)调用DEM数据占用计算机内存资源，计算机运行效率低的问题。
一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，包括以下步骤：
(1)、将ASCII码的DEM数据集文件转换为二进制数据文件(双精度或单精度)；
(2)、在地理信息系统开发中，需要获知已知大地坐标(X，Y)的点位的高程值时，根据ASCII码的DEM数据集文件的头文件参数，计算该点位在DEM数据集文件中所在的位置(行×列)；
(3)、根据计算出的该点位在DEM数据集文件中所在的位置(行×列)，计算该点位在二进制数据文件中的数据位；
(4)、根据计算出的数据位直接从二进制数据文件中读取该数据位的高程值。
上述提供的一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，将DEM数据集以文件方式存放在任何地方，如计算机硬盘、服务器、网络空间等，在GIS系统中采用一定的算法，不需要将DEM数据集文件全部读入到计算机内存中，直接从数据集文件中读取所需要的高程值，极大地提高了计算机的运行效率。
进一步地，ASCII码的DEM数据集文件的前六行分别表示：DEM的总列数、DEM的总行数、DEM的左下角X坐标、DEM的左下角Y坐标、DEM的格网间距、DEM的无数据区数据(-9999)；ASCII码的DEM数据集文件的第七行开始则每一个数据代表一个标准格网的高程值，以左下角开始，逐列逐行存放。
ASCII码的DEM数据集文件的数据格式见下：
ncols 8
nrows 10
xllcorner 136342.5
yllcorner 25932.5
cellsize 5
NODATA_value-9999
data data data data data……
…………………………
进一步地，在步骤(2)中，计算该点位在DEM数据集文件中所在的位置(行×列)的计算公式为：
点位所在的列数：nhcell＝CInt[(X-xllcorner)/cellsize+0.5]+1(1)；
点位所在的行数：nvcell＝CInt[(Y-yllcorner)/cellsize+0.5]+1(2)；
式中，xllcorner为DEM的左下角X坐标，cellsize为DEM的格网间距，X为该点位大地坐标(X，Y)中的X，yllcorner为DEM的左下角Y坐标，Y为该点位大地坐标(X，Y)中的Y。
进一步地，在步骤(3)中，计算该点位在二进制数据文件中的数据位的计算公式为：
点位在二进制数据文件中的数据位为：
ncell＝CLng[(nrows-nvcell)*ncols+nhcell+6] (3)；
式中，nrows为DEM的总行数，nvcell为步骤(2)中所求得的点位所在的行数，ncols为DEM的总列数，nhcell为步骤(2)中所求得的点位所在的列数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将ASCII码的DEM数据集文件转换为二进制数据文件(双精度或单精度)；
(2)、在地理信息系统开发中，需要获知已知大地坐标(X，Y)的点位的高程值时，根据所述ASCII码的DEM数据集文件的头文件参数，计算该点位在所述DEM数据集文件中所在的位置(行×列)；
(3)、根据计算出的该点位在所述DEM数据集文件中所在的位置(行×列)，计算该点位在所述二进制数据文件中的数据位；
(4)、根据计算出的所述数据位直接从所述二进制数据文件中读取该数据位的高程值。
2.如权利要求1所述的一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，其特征在于，所述ASCII码的DEM数据集文件的前六行分别表示：DEM的总列数、DEM的总行数、DEM的左下角X坐标、DEM的左下角Y坐标、DEM的格网间距、DEM的无数据区数据(-9999)；所述ASCII码的DEM数据集文件的第七行开始则每一个数据代表一个标准格网的高程值，以左下角开始，逐列逐行存放。
3.如权利要求2所述的一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，计算该点位在所述DEM数据集文件中所在的位置(行×列)的计算公式为：
点位所在的列数：nhcell＝CInt[(X-xllcorner)/cellsize+0.5]+1；
点位所在的行数：nvcell＝CInt[(Y-yllcorner)/cellsize+0.5]+1；
式中，xllcorner为DEM的左下角X坐标，cellsize为DEM的格网间距，X为该点位大地坐标(X，Y)中的X，yllcorner为DEM的左下角Y坐标，Y为该点位大地坐标(X，Y)中的Y。
4.如权利要求3所述的一种地理信息系统开发中关于数字高程模型(DEM)应用的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，计算该点位在所述二进制数据文件中的数据位的计算公式为：
点位在二进制数据文件中的数据位为：
ncell＝CLng[(nrows-nvcell)*ncols+nhcell+6]；
式中，nrows为DEM的总行数，nvcell为所述步骤(2)中所求得的点位所在的行数，ncols为DEM的总列数，nhcell为所述步骤(2)中所求得的点位所在的列数。
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