地表建模中的断裂线

断裂线用于定义和控制平滑度和连续性方面的表面特性。顾名思义，断裂线为线状要素。加入到地表模型中的断裂线对表面特性的描述具有重要作用。断裂线可以描述和强制执行对表面特性的更改。断裂线上的 z 值可以是常量，也可以是变量。

可用于描述表面特性的断裂线有以下三种类型：

• 软断裂线
• 硬断裂线和
• 断层

软断裂线

软断裂线用于确保线状要素上的已知 z 值将保留在不规则三角形网 (TIN) 中。通过强制将断裂线作为 TIN 边，软断裂线还可用于确保线状要素和面的边保留在 TIN 表面模型中。然而，软断裂线无法定义表面平滑度的中断。

以下是通过添加软断裂线强制不同表面特性的一个示例。请注意观察 TIN 构建器是如何沿断裂线添加额外折点从而确保将断裂线保留在 TIN 中的。这些新结点的 z 值获取自沿断裂线的线性插值。

构建 TIN 的输入数据包括四个点和一条带有两个结点的线。

将点和结点作为离散多点处理时生成的 TIN

当这条线被强制作为断裂线时，这条线将保留在 TIN 中。请注意观察引入结点的 z 值。

与所有断裂线相同，软断裂线的 z 值也可以是常量或变量。例如，可以将具有常量高程的一段管道定义为软断裂线。相应地，也可以将具有波动高程的一段公路作为软断裂线加入到 TIN 表面模型中。

硬断裂线

硬断裂线可以定义表面平滑度的中断。它可能是最常见也最容易理解的断裂线类型。硬断裂线通常用于定义溪流、山脊、海岸线、建筑物轮廓线、水坝以及其他表面突变的位置。

此处，平滑表面在遇到湖岸时中断。地表模型中包含有一条粗断裂线，用于定义两种不同表面特性的边界。湖岸线表示湖面的平面行为与周围地形的平滑表面之间的明显转变。

对于使用硬断裂线定义溪流的情况，断裂线的 z 值会沿长度方向发生变化。表面在溪流两侧均能显示为平滑行为，但是断裂线两侧的坡度法向量却完全不同。

断层

断层表示表面连续性的中断。地质断层可能是最常见的断层类型，其表面连续性的中断程度被称为“移位”。在下面的示例中，地球的表面发生垂直位移，从而导致表面出现阶梯式的不连续。对于垂直断层而言，某个给定的 x,y 位置可能具有多个 z 值；在同一 x,y 位置，断层的顶部和底部各有一个高程。

垂直断层在某个给定的 x,y 位置具有多个 z 值。

断层并不仅限于垂直平面，在垂直和水平维度上均可发生平移或变形。由于表面函数只能针对某个给定的 x,y 位置存储一个 z 值，因此表面函数无法直接存储垂直断层。可以用两条平行的断裂线来表示近乎垂直的断层：一条断裂线包含断层顶部的表面 z 值，另一条包含断层底部的表面 z 值。

在垂直面和水平面中都存在位移的转换断层。偏移垂直断层的上半部分和下半部分以便用一个表面函数近似表示。

在地表建模中使用断裂线

只有在使用插值器和 TIN 生成平滑表面时（例如，“TIN 转栅格”地理处理工具中使用的“自然邻域法”插值器），才会注意到硬断裂线和软断裂线之间的差别。硬断裂线可用于对由某些要素（例如，水体边界、材料变化、建筑物轮廓线和道路）导致的表面特性突变进行建模。硬断裂线还可用于增强线状要素在存在急剧变化的水系或山脊线的表面视图和等值线地图中的外观效果。软断裂线用于在不体现表面特性变化的前提下添加地表信息。例子包括用于定义地表模型范围的测量线或研究区域边界。