Using Hachures to Construct a 3D Doline Model Automatically

All types of relief features are usually represented by a unified digital terrain model on 3D topographic maps. Few studies have considered the differences in relief characteristics and terrain complexity. Hachures are often used to construct the relief symbols on 2D topographic maps, but they are less used on 3D topographic maps. This article uses hachures to construct a 3D doline model and divides them into three types: outlines, ridge lines, and break lines. We present the extraction method for doline outlines, consider the rules of visual perception under different illumination conditions, and study the mathematical models for representing the morphological characteristics of the doline with regard to the following aspects: width, arrangement density, and grey value of hachures. Finally, we introduce a process for 3D modelling of dolines on the basis of the above discussion. Experimental results indicate that the proposed model achieves a good 3D visual representation of dolines. Furthermore, the proposed model can also be used as a reference for the creation of 3D models of other negative relief features.

Tous les types de formes de relief sont habituellement représentés par un modèle de terrain numérique unifié sur des cartes topographiques à trois dimensions (3D). Peu d’études ont tenu compte de la différence des caractéristiques du relief et de la complexité du terrain. L’article utilise la doline pour illustrer la modélisation automatique de signes de relief 3D. Les hachures, souvent employées pour créer des signes de relief sur des cartes topographiques à deux dimensions, sont moins courantes sur les cartes topographiques 3D. Dans l’étude, on a utilisé des hachures pour créer un modèle de doline 3D composé de trois types : des courbes de niveau, des lignes de crête et des lignes de rupture. Les auteurs présentent une méthode servant à extraire des courbes de niveau de doline, examinent les règles de perception visuelle dans différentes conditions d’éclairage et décrivent les modèles mathématiques représentant les caractéristiques morphologiques de la doline sur le plan de la largeur, de la densité et de la valeur de l’échelle de gris des hachures. Enfin, l’article présente un processus de modélisation automatique pour le modèle de doline 3D en fonction de l’analyse qui précède. Les résultats expérimentaux indiquent que le modèle proposé permet une représentation visuelle satisfaisante et peuvent servir de référence pour la création de modèles 3D d’autres formes de relief négatif.