海底地形成图

4.4　海底地形成图

为了最后形成能反映海底地形且能为视觉所感受的图形，在海洋测量中，需对水下地形测量外业采集到的数据进行相应的处理，诸如数据检查、数据改正、水深数据选取等。这一系列数据处理过程，就是海底地形成图的一般过程。

海底地形图的表现形式一般可分为二维等深线图和三维海底地形立体图。绘制等深线图和海底地形立体图是数字地面模型DTM(digital terrain model)数据文件的一个具体应用，也是对DTM数据文件正确性、合理性的一种检验。

自动绘制等深图常用的方法主要有三角形法和网格法。

以下主要介绍网格法绘制等深线的方法。网格法绘制等深线分为在网格边上求出等值点、追踪等值点和连接并光滑等值点连线几种。

1.网格的划分和等值点的计算

通常测深范围是一个矩形域，可将之划分为i×j个格网。其中，横向i= 1，2，…，m，纵向j= 1，2，…，n。为方便起见，定义网格为正方形，且边长为C_N，如图4-8所示。各点的高程存在数组BB中，即BB_j，i=Ee;BB_{j+ 1，i}=Ff;BB_{j+ 1，i+1}=Gg; BB_j，_{i+ 1}=Hh。图4-8中的I、II线为空间等值线，12线为I、II线在平面上的投影等值线。二者的距离称为等值线的高程值，用W表示，则有W= I₁= II₂。网格efgh上是否有等值点，取决于空间四边形EFGH是否与高程形成的水平面相交，即若下列判断式成立，说明网格横边ef上有等值点(如等值点1):(BB_j，i-W)(BB_j+1，i-W)＜0(4-18)同理，如下式成立，则说明网格纵边上有等值点(如等值点2):(BB_j，i-W)(BB_j，i+1-W)＜0(4-19)

下面来求等值点的位置。设x_j，i表示等值点1至e的距离，则x_j，i为:

同样，设y_j，i表示等值点2至e的距离，则y_j，i为:

取C_N= 1为单位长度，则上两式可写为

在绘图时，等值点1、2都要以绘图坐标表示，即

　　　　　　　　　　x_D=(j-1+ Sx_j，i)C_N　　　　　　　　(4-23)

　　　　　　　　　y_D=［i-1+(1-S)y_j，i］C_N

式中:S=0表示计算纵边上的等值点;S= 1表示计算横边上的等值点。

2.等值点的追踪

计算出全部等值点后，必须有规则、有秩序地将它们逐点连接成等值线，这就是等值点的追踪。等值点的追踪首先需要确定等值线进入网格时的大致走向;其次，确定等值线进入网格后从哪一条边出去;最后根据交叉点确定等值线上的点，并实现连续跟踪。

3.等值线的搜索

等值线有的是开放的，有的是封闭的，因此，应有一个完整的、合理的搜索方法。搜索等值线的关键是如何找到线头，找到线头后按等值点的追踪方法找到线尾。对闭合曲线而言，任何一点都可作线头，线尾也是同一点，等深线的搜索路径如图4-9所示。

图4-8　网格内插等值点

图4-9　等值线的搜索路径