Модель на нерегулярной триангуляционной сетке(TIN). Сравнение с векторной и растровой моделью

В геоинформационных системах поверхности обычно описываются при помощи растровых моделей и триангуляционных сетей. В растровых моделях выборочные точки расположены в узлах регулярной растровой решетки, а в триангуляционных сетях – располагаются нерегулярно так, чтобы наилучшим образом “обогнуть” поверхность.

При моделировании непрерывных поверхностей также являются важными вопросы оценки возвышения поверхности в произвольной ее точке. В растровых моделях используется билинейная интерполяция, а триангуляционных сетях возвышение определяется из уравнения плоскости, заданной вершинами треугольника. В обеих моделях могут быть вычислены производные к поверхностям, из которых наиболее часто используются угол и экспозиция склона. Угол наклона поверхности в некоторой точке обычно измеряют в градусах или процентах. Плоские регионы имеют нулевую крутизну склонов. Чем круче горы, тем больше угол наклона. Экспозиция склона характеризует направление наибольшего угла наклона в некоторой точке поверхности. Следует помнить, что подобные измерения имеют смысл только для прямоугольных систем координат, а для системы координат широта/долгота результаты будут неточны (особенно в северных широтах).

На основе растровых DEM или триангуляционных сетей можно построить карты рельефа в изолиниях, рассчитать профили поверхности между заданными точками.

Растровые DEM являются самым простым способом представления топографических данных, поэтому широко распространены.

Сети TIN удобны для создания цифровых моделей отметок местности по заданному набору точек. Они являются альтернативой растровым DEM и используются во многих геоинформационных системах, системах автоматизированного картографирования, пакетах построения контуров. Модели TIN были разработаны как простой способ построения поверхностей по нерегулярно расположенным точкам.

Модель TIN обладает некоторыми преимуществами перед растровыми DEM. В первую очередь, расположение точек адаптировано к местности: в равнинных участках точки расположены реже, а гористых – чаще. Выборочные точки соединяются прямыми отрезками, образующими треугольники, внутри которых поверхность задается плоскостью. Поверхность непрерывна, треугольники соединены между собой. Структуры данных в TIN-моделях более компактны и экономичны: TIN-модели из сотен точек может соответствовать растровая DEM из десятков тысяч точек. Несмотря не простоту модели, создание TIN требует решения ряда сложных задач: как размещать выборочные точки, как соединять точки в треугольники, как моделировать поверхность внутри треугольника.