2004 | 
DL 
GENERALIZATION OF DENSE DIGITAL TERRAIN MODELS WHILE ENHANCING 
IMPORTANT OBJECTS 
K. Kremeike 
[Institute for Cartography and Geoinformatics, Appelstr. 9a, 30167 Hannover, Germany 
katrin.kremeike@ikg.uni-hannover.de 
Commission IV, Working Group IV/6 
KEY WORDS: Cartography, DEM/DTM, High resolution, Generalization, Representation 
ABSTRACT: 
Laser altimetry is a leading technology for the extraction of information of physical surfaces, and hence it is the main source for 
generating a dense digital surface of the terrain. This results in data sets with a very high density and accuracy. This high quality 
data sets bring about a massive amount of data, which is hardly manageable or accessible. Particularly the efficient graphic 
representation of this data in real time appears to be difficult. To reduce the three dimensional information and make it manageable, 
methods of generalization and simplification are needed. During the process of generalization, important objects within the DTM 
have to be emphasized, to guarantee their perceptibility. The objects to be emphasized differ according to the intention of the 
generalization. In the context of a 3D-city modelling, especially buildings and their structures have to be generalized. Whereas for 
the purpose of terrain surface visualization, special attention has to be given to the enhancement and generalization of topographic 
objects like dams or streets. For the time being, the main focus of this work is laid on the enhancement and generalization of street 
objects. The streets in the DTM are enhanced by widening them to either side of the middle axis. Changing the height values within 
the broadened street brings about discontinuities in the adjacent regions. For this reason, also the height values in this regions have 
to be adapted, however the extent of the area to be modified has to be defined. In addition, a weighting function for the adaptation 
has to be chosen. Another option is the displacement and thus a compression of that parts of the surface, which lie between the 
broadened streets. The different options for the adjustment of the terrain model after the enhancement of the streets are discussed in 
this paper, and results for the approaches are shown. 
KURZFASSUNG: 
Unter Verwendung der modernen Datenerfassungsmethode des Laserscannings kónnen sehr dichte digitale Gelándemodelle für eine 
hochgenaue Repräsentation der Erdoberfläche bereitgestellt werden. Die hieraus resultierenden hochqualitativen dreidimensionalen 
Datensätze weisen ein enormes Datenvolumen auf, welches eine effiziente graphische Darstellung in unterschiedlichen Auflösungen 
erheblich erschwert. Um die Handhabbarkeit dieser Datensätze zu gewährleisten, ist die Datenmenge unter Anwendung von 
Methoden der Generalisierung und Vereinfachung zu reduzieren. Während des Generalisierungsprozesses gilt es, bedeutende 
Objekte im Geländemodell hervorzuheben, um ihre Erkennbarkeit in den unterschiedlichen Auflösungen zu gewährleisten. Die 
hervorzuhebenden Objekte unterscheiden sich hierbei in Abhängigkeit vom Zweck der Generalisierung. Im Zusammenhang mit 3D- 
Stadtmodellen sind besonders Gebäude und deren Strukturen hervorzuheben. Bei einer Geländevisualisierung sind im Gegensatz 
dazu vorwiegend topographische Objekte wie Straßen oder Dämme Gegenstand der Betrachtung. Derzeit steht die Betonung und 
Generalisierung von Straßenobjekten im Mittelpunkt der Untersuchungen. Die Straßen werden im Geländemodell durch 
Verbreiterung um die Mittelachse hervorgehoben. Durch Veränderung der Höhenwerte innerhalb der verbreiterten Straßen entstehen 
Diskontinuitäten in den angrenzenden Regionen. Daraus ergibt sich, dass auch die Höhenwerte in diesen Bereichen angepasst 
werden müssen, wobei die Reichweite der Veränderungen festzulegen ist. Zudem ist eine Gewichtsfunktion für die Anpassung 
auszuwählen. Eine weitere Möglichkeit stellt die Verdrängung und daraus resultierend ein Zusammenschieben der 
Oberflächenbereiche dar, welche zwischen den verbreiterten Straßen liegen. In diesem Beitrag werden verschiedenen Möglichkeiten 
zur Anpassung des Geländemodells nach der Straßenverbreiterung diskutiert sowie erste Ergebnisse vorgestellt. 
1. INTRODUCTION simplification algorithms are available. During the 
simplification process, single objects within the surface model 
Advances in automatic data capturing technology bring about become unclear, edges get blurred. Therefore appropriate 
enormous databases of surface models which are often very methods of generalization have to be applied, to guarantee the 
complex. The use of laser altimetry in particular can result in perceptibility of significant object types. 
very dense surface models with millions of points. This massive 
amount of data is difficult to handle and hence for all Generalization is one of the major tasks in cartography (Weibel, 
applications, a tradeoff exists between the accuracy of the 1989). In classical cartography it is considered as a very 
surface model and the time required for processing (Garland, important component of the graphical design (Hake et al., 
1999). To reduce processing time to an acceptable degree, 2002). With the reduction of scale, objects represented to scale 
simpler approximations of the original model have to be are shifted towards each other. This results in a declining 
generated. For this purpose, different surface or mesh legibility of individual objects. For this reason, minimum sizes 
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