Các ứng dụng mô hình hoá địa hình đòi hỏi phương pháp biểu diễn độ cao so
với bề mặt nước biển. Có rất nhiều mô hình biểu diễn bề mặt thực hiện công việc này, trong đó mô hình “lưới tam giác không đều” - gọi tắt là mô hình TIN được đánh giá là hiệu quả nhất
Hình 5.19: Bản đồ với mô hình dự liệu TIN.
TIN có khả năng biểu diễn bề mặt liên tục từ những tập hợp điểm rời rạc. Về
mặt hình học, TIN là tập các điểm được nối với nhau thành các tam giác. Các tam giác này hình thành nên bề mặt 3 chiều. Các điểm được lưu trữ cùng với giá trị gốc
chiếu của chúng. Các điểm này không cần phải phân bố theo một khuân mẫu nào và mật độ phân bố cũng có thể thay đổi ở các vùng khác nhau. Một điểm bất kỳ thuộc
vùng biểu diễn sẽ nằm trên đỉnh, cạnh hoặc trong một tam giác của lưới tam giác.
Nếu một điểm không phải là đỉnh thì giá trị hình chiếu của nó có được từ phép nội
suy tuyến tính (của hai điểm khác nếu điểm này nằm trên cạnh hoặc của ba điểm
không gian 3 chiều có thể được hình dung như sự kết nối đơn giản của một tập hợp
các tam giác.
Ta có thể lưu trữ sơ đồ của TIN bằng danh sách liên kết đôi hoặc cấu trúc tứ
phân. Cả hai phương pháp này đều mô tả cấu trúc hình học tô pô của bản đồ chia
nhỏ. Sự mô tả này chấp nhận tất cả các thao tác duyệt cần thiết để đạt hiệu quả.
Trong mô hình TIN ta có thể xây dựng mô hình cấu trúc mạng để giải quyết các bài toán về mô tả đường, vì nó là một trường hợp đặc biệt của bản đồ chia nhỏ.
Hình 5.20: Mô hình cấu trúc mạng TIN.
Đường đi này được lưu vào không gian nhớ trong đó mỗi tam giác t, cạnh e và đỉnh v sẽ cố một bản ghi mô tả đặc trưng của chúng. Bản ghi của tam giác t có 3
trường con trỏ. Các con trỏ này trỏ đến các bản ghi của các cạnh gắn liền với t. Bản
ghi mô tả cạnh e có 4 trường con trỏ, trong đó 2 con trỏ trỏ đến hai tam giác gắn
liền với nó còn hai con trỏ khác trỏ đến hai đỉnh tạo nên nó. Bản ghi của đỉnh v có
Các thành phần của TIN
Hình 5.21: Biểu diễn TIN từ trước đối tượng cơ bản.
Mô hình TIN có thể biểu diễn: point, line, polygon.
Breaklines:là các đoạn thẳng nối với nhau mà ở đó bề mặt của địa hình có sự thay đổi đột ngột.
Exclusion area: biểu diễn các bề mặt có cùng độ cao.
Project boundary: có thể tách bề mặt ra ngoài một vùng nào đó. Việc này rất quan
trọng trong tính toán giá trị.
Phương pháp xây dựng TIN từ một tập các điểm
Bước 1: thu thập các điểm cùng với toạ độ x, y, z của chúng bằng các thiết bị chụp,
hệ thống GPS… Thu thập các đường breakline biểu diễn khu vực mà hình dạng bề
mặt thay đổi đột ngột. Xác định các miền có cùng độ cao so với mặt nước biển gọi
là Exclusion area.
Bước 2: từ các dữ liệu về điểm và đường trên, phần mềm GIS sẽ tạo ra một mạng
Hình 5.22: Tam giác trong mạng.
Bước 3: mỗi tam giác ta coi là một bề mặt với độ dốc xác định.
Hình 5.23: Độ dốc bề mặt tam giác.
Theo cách xây dựng này, ta có thể tính toán được độ cao (so với mặt biển) tại
một điểm có toạ độ x, y bất kỳ bằng cách xác định vị trí tam giác đầu tiên sau đó nội
suy theo chiều cao của nó.
Mô hình TIN rất hiệu quả trong xây dựng bề mặt. Mật độ của điểm trên bề mặt tỷ lệ
với độ biến đổi của địa hình. Những bề mặt bằng phẳng tương ứng với mật độ điểm
thấp và những địa hình đồi núi có mật độ điểm cao.
Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu cách xây dựng TIN từ point, breakline,
và polygon.
Hình 5.24: Các đối tượng hình học cơ bản trong TIN.
Hiển thị bề mặt trong TIN
Có nhiều cách để mô tả trực quan bề mặt trong TIN. Ta có thể ứng dụng TIN
trên bản đồ 2 chiều trong đó ta dùng mầu sắc để thể hiện: độ cao, độ dốc, hướng. Để
hiển thị 3 chiều, ta dùng các phần mềm hộ trợ như ArcInfor của ESRI. Phần mềm
cho phép ta nhìn các bề mặt ở nhiều góc nhìn khác nhau với các hình ảnh, đường
mức được gấp thành các nếp.