DEM的数据格式及压缩编码

中国测绘科学研究院 毛可标 苏玉扬

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多多苕 簿。

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午 )文一

D EM的数据格式及压缩编码旦量(中国测绘科学研究院 )一

p

、

数据格式

DE的数据格式及其贮存方式是决 M定其实用性的重要环节。MS yHI P- M]的 DE数据格式参照了美国地质测量局 M ( GS的 DE数据格式。该数据格式分 US ) M为三部分，即三种逻辑记录格式 A, c。 B,逻辑记录 A包含了 DE的特征描述信息， M包括 DEM名及其必要说明、界、边比例尺、数值单位、大最小高程值、辑记录 B中的最逻 DE断面数以及所用投影参数。逻辑记录 M B系以纵断面为记录单元的全部 DE高数据 M程值。辑记录 c阐述了 DE的精度统计逻 M值。图 1表示 D EM在地理坐标中的结构。 逻辑记录 A, c的内容分别简述于表 1 B, .表 2和表 3 。1 2 字节数束 x北

图 1

逻辑记录 A元素格式A1 4 4 I 6

表 1

内容及其说明

4B 4文件名及其说明 2 DE等级码 M 1级：内插处理未 2级：一般内插处理 3级：考虑特征信息

二、 E数据格式的实现 D M根据上述的 uS S的 D M数据格式 G E

3

I 6

2 DE高程点图形定义码 M I规则网格一 2随机分布=

知： E数据的存放是用顺序文件方式按 D M

4

I 6 I 6

2大地平面参考系定义码， 共 2 0种

纵断面进行定位及存储的， DEM的存储容 5 量取决于逻辑记录 B对计算机存储的要求。以试验图幅 K5 3C为例， D M由 18该 E

2大地平面参考系中的投

影带编号 6 l D 4 1 1 0 1 5 2 . 5 2 5十投影变换参数，对UTM及地理坐标系 .该 7 I 6

5 4 6的规则格网点组成。用顺序文件 2×4 7模式存储时，至少占用 1 5需 . 4兆字节，改若用直接文件模式存储时，需占用 o5也 . 1兆字节。样大的数据量对数据库的计算机存这储资源的占用均极为不利。因此，必要对有 D EM的 US GS数据格式作必要的简化和压

缩。 、8 I 6

参数全部置 0 2大地平面坐标量测单位 定义码 O弧度一 2米一码

1英尺一 3弧秒一

2高程坐标量测单位定义 1英尺一 2米一

1DE信息数据的格式简化 . M一

2一

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首先确定对于 l:5万比例尺 DE的 M图形采用矩形，形内部用规则格网点，矩而数据格式字节 大地参考系采用 UT及地理坐标系 I。 M埘种 由此出发，析逻辑记录 A的内容，知数分可据元素 3不再需要；地图投影参数对上述固两种参考系均置 0数据元素 6可省；程，高量测单位确定只用米，素 8也可省略；元因 DEM多边形边数已确定为 4所以数据单，元 9不用再区别了；也由于 UTM坐标轴总元煮 9 数 I 6

(表)续内容及其说明

2 DEM多边形边数，常 酒为 4

l (D2 . 5 6表示 DEM4个角点的大 O l2 4 1 4地平面坐标的 (,)组 42数

1 2 4 1 1 DE的最大最小高程 1 D2 . 5 6 M 1 D2 . 5 2 4 1 8 DE局部坐标轴与大地 M坐标参考系坐标轴的夹角 1 6 2高程精度码 0无精度统计一

是与 DE坐标轴一致，以数据元素 l M所 2也无存在必要。因此，简化后的逻辑记录 1经 3A只剩下 1 2 4 5 7 1, 1 1, 4和 1,,,,,0 l, 3 1 5共

l数据元素 o项对于逻辑记录 B,中数据元素 1的断其

1一有精度统计1 3 2 6 4 E1 . 26 1 1 DEM空间分辨力 ( Y 2 x,,引

面序号可用数组元素的序号替代，处可省 1此 5略；据元素 3可用断面首点与 DE左下数 M角点的格阿差值替代断面首点的平面坐标； 数据元素 4各断面的局部高程可用 DE M

4 DE的行列数 ( n, M m, )通

常 m置 1

逻辑记录 B字节数

表 2

的局部高程 z o来替代；据元素 5断面中数据 数格式的最大和撮小高程值可有可无，议省去元 建因此，辑记录 B只保留数据元素 2断面 1逻 ( 26 1

内容及

其说明

4一个包含行号和列号的 二维数组，示 DE的表 M断面号。常行号置 1列通，号置断面序号 4一个包含行列数的二维 数组。通常行数置断面中的点数，数置 1列。

中的高程点数 )数据元素 6断面各高程及 (点的高程值 )。逻辑记录 c全部保留。2 DE数据的压缩 . M2 26 1

武汉测绘科技大学和中国测绘科学研究院分别提出了两种 DEM数据压缩方案方案的共同点均用差分映射法为主要数据压缩方法，同之处在于武测方案采用 5×不 5子块差分映射，即把整个 DEM规则网格点整分为 5×5子块，个子块以 2每 8个字节为一个记录进行压缩存贮子块的中心点作为高程原点，其分解为 3个字节，别置将分

3 2 4 1 1断面首点的平面坐标 D2 . 5 6 4 D2 . 5 4 1 8断面的局部高程

5 2 4 1 1断面中的最大最小高程 D2 . 5 6 6 mn(6 2断面中各点高程 1) mn

中国测绘科学研究院的方案 (即本文亦

采于第 2 3 4,,字节上第一字节存放乘因子，方案 )用差分映射和游程编码相结合的高 该 M其它字节存放相邻点的高差值。当乘因子程增量游程编码法，法以 DE的纵断面但当取用 0 5时 (网格相邻点高差值之一大于为单位。该断面内各相邻点的高程差值均 .即 2 2该 1 7时 )该子块就产生失真现象。所以该≤+ 1 5并≥一 l 5时，断面作为一个增 2,每即以一字节存 DE数据压缩方案的优点是对 DEM开窗量游程，个高程差值 (增量 ) M取用速度快，不会取窗口外的其它多余数放，游程的首点作为高程原点， I E 它该以 NT—

据，缺点是压缩率和保真度稍差。其

GE R×2存放，时记下游程长度 n作为复同一

3一

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原依据。当断面中的增量≤一 15并≥+ 2 1 5时，该点另起一个游程，记下断面数据 2在并中的游程个数。该方法用公式可表示为元素 1 格式 I 6

逻辑记录 C字节数

表

3

内容及其说明

2 DE绝对精度统计指示 M码

f Z z 1( Z., . g( ) n:

1有统计一 2 36 1M y, z M )

O无统计一

6 DE绝对中误差 ( x, M M

3 4

I 6 I 6

2统计绝对中误差的点数 2 DE相对精度统计指示 M码

l≤ 1 5 Z l 2j 2… … n5 36 1

1=有统计my。 x e ) r,

O:无统计

6 DE相对中误差 ( M mx,

61—

I 6

2统计相对中误差的点数

0 0 0 0 0

一一~ 数据 字节格式数

* * *. DAC文件内容表 4内容说明

1 …… O O

000

0— 0 - 0 0 0—1

I A 4 14 E 1 14 4 D M名称及补充说明 I 1 2 2 D M所在地理带号 E

l 1 2Dn面， E。 E纵数 D 列 即M数断 Mj4 0 0…… 0 1 00

I2 1 1

2 D M纵断面的最大点 E数，行数 m即 4最大和最小高程

00 0……

一 1 0 1

5 6

0 0 0 0— 1 ---—1

2大地平面参考系定义码 O地理= l高斯：8 DE空阿分辨力 ( Y, M X,Z)

其中 Z一z 为增量游程的原点坐标， n为游程长度。了对压缩数据的传输和保存进行为检校，一游程的 z每 n值也作为增量游程检验值保留因此，每个游程均伴生 6字节对的参数 ( n Z ) z,,。这种编码在理论上对以米或以分米为

7 2 *. I E*

8 9 l O

8 E* 2* 1 I …… 此处隐藏：5470字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……