常见的数字高程模型结构有哪些？

常见的数字高程模型DEM结构有哪些？

数字高程模型结构包括：规则格网DEM数据结构、不规则三角网DEM数据结构、格网与不规则三角网结构混合结构。

1. 规则格网DEM数据结构
   （1）简单矩阵结构：数据在水平和垂直方向的间隔相等，按行或列的矩阵形式逐一记录每一格网单元高程值。为实现行列号和平面位置坐标的转换，需记录西南角的坐标值，格网间距等，在应用时常需将DEM真实高程值与转换值相互推算使用。
   （2）行程编码结构（又称游程编码结构）：对于一幅DEM，在行或列方向上相邻的若干点具有相同的高程值，因而从第一列开始，在格网单元数值发生变化时依次记录该值以及重复的个数，应用时可利用重复个数恢复DEM矩阵。相比简单矩阵结构，对数据进行了压缩，数据量会降低很多。
   （3）块状编码结构：是行程编码结构从一维扩展到二维的情况，采用正方形区域作为记录单元，每个记录单元包括相邻的若干栅格，数据结构由起始行号、列号、格网高程值、区域半径组成的单元组。也是一种有效的压缩编码。
   （4）四叉树数据结构：将一幅图像或栅格地图等分成四个部分，逐块检查其栅格值，若每个子区中所有栅格都含有相同值，则该子区不再往下分割，否则，继续将该区域再分割成四个子区域，如此递归地分割，直到每个子块都含有相同的灰度或属性值为止。由于是四等分，所以如7乘7这种，必须在行和列添加一个，变成8乘8，这样才能四等分。分割方式有自上往下（人的思维习惯）和自下而上（计算机的思维习惯）两种。

2. 不规则三角网DEM数据结构（TIN数据结构）
   通过组成三角形的三顶点可完整地表达三角形的构成以及三角形顶点、三角形边、三角形面之间的拓扑关系，这种结构需两个文件，三角形顶点坐标文件和组成三角形三顶点文件。

（1）基本数据结构：只需要三角形顶点坐标文件和组成三角形三顶点文件，结构简单但三角形结构元素的拓扑关系是隐含的，不利于TIN模型的检索与应用。
（2）面结构：坐标表、三角形表以及邻接三角形表，显示表达三角形的拓扑关系，拓扑关系为显式，方便、随时使用。
（3）点结构：一个坐标表和一个邻接指针链；通过反映哪些点之间具有连通关系，拓扑关系为隐式，数据维护不方便。
（4）点面结构：坐标表、邻接指针链和三角形表；隐式拓扑关系。
（5）边结构：坐标表和边表；反映每条边是由哪些点连接而成，并反映其邻接边，隐式拓扑关系。
（6）边面结构：坐标表、边表和三角形表；拓扑关系为显式，数据量最大，较方便，生成工作量较大。

结 构	存储量	拓扑关系	应用
面结构	264	显式	方便,随时可用
点结构	248	隐式	数据维护不方便
点面结构	224	隐式	数据维护不方便
边结构	160	隐式	较方便,专用算法生成
边面结构	370	显式	较方便,生成工作量较大

3. 格网与不规则三角网结构混合结构

类型	规则格网DEM	不规则三角网TIN
优点	简单的数据存储结构； 与遥感影像数据的相合性； 良好的表面分析功能；	较少的点可获取较高的精度； 可变分辨率； 良好的拓扑结构
缺点	计算效率较低； 数据冗余； 格网结构规则；	表面分析能力较差；构建比较费时；算法设计比较复杂；

把规则格网DEM数据结构和TIN数据结构二者结合，比较复杂。

例如：

• Grid-TIN 模型
  Grid-TIN 以规则格网为基础, 在需要进行精细地形表达的地方嵌入不规则三角网, 并充分顾及精细地形的特征点、特征线和特征面, 确定三角形的大小和形状, 实现对各类复杂地形的细部刻画。

	内容
优点	能方便快速地检索特征地形。
缺点	必须进行两种不同地形描述机理之间信息的协调与共享, 这就不得不打破原有格网DEM 数据结构的完整性和简洁性, 给全局数据的高效组织与处理带来很大困难。