数字高程模型的认识ppt课件ppt课件

.1，了解DEM数字高程模型，2，目录，1，数字高程模型2，3，数据导入4创建方法，创建方法5，应用，3，1，概述：DEM定义，DEM，(DigitalElevationModels)，国家/地区基准空间数据的重要组成部分，表示地表区域中地形的三维矢量的有限序列，即曲面单位的高程集合，并以数学方式表示。z=f(x，y)。DTM:如果z是表示其他二维表面(例如地面温度、降雨、地球磁、重力、土地利用、土壤类型等)连续变化的地理特征，则DEM将成为digital terrainmodels(DTM)。4，概述：DEM和DTM的分隔，数字高程模型(DigitalElevationModel，DEM):研究地面起伏。 DTM (DigitalTerrainModel):数字地形模型，包括地面起伏和特性，例如坡度和坡向，这是对DEM的进一步分析。5，概述：DEM的显示方式，使用3d函数模拟复杂地形。将整个曲面分解为栅格或面积大致相同的不规则栅格，每个栅格或面积具有一个点的观测值。适用于表示地下水或土壤特性的曲面插值。6，概述：DEM的线模式表示，描述高程曲线的等高线；数字化现有等高线地图而生成的DEM比直接使用航空摄影测量方法生成的DEM质量差。数字化的等高线不适于计算坡度或生成着色地形图。7、概述：等高线模式，等高线通常存储为对齐坐标点序列，可以将其视为具有高程值属性的简单多边形或多边形圆弧段。等高线模型仅表示区域的部分高程值，因此通常需要插值方法来计算等高线外其他点的高程，并且由于点位于两条等高线包围的区域内，因此通常仅使用两条外包等高线的高程进行插值。8，概述：DEM的点模式表现法，高程矩阵(一般矩形格线)，与格线地图相同。表示：将区域划分为格线，记录每个格线的高程。将直线模型转换为高程矩阵。优点：计算机轻松处理基于网格的矩阵，使高程矩阵成为最常见的DEM可以使其成为；缺点：在平坦的地区出现大量数据冗馀。如果不更改栅格大小，则无法适应其他地形条件。视线计算过于依赖轴网线。9，概述：以高程矩阵表示DEM的栅格模式。DEM衍生自直接规则矩形栅格采样点，或从不规则离散数据点插值生成。结构简单，计算机可以更容易地处理矩阵，高程矩阵成为DEM最常见的形式。海拔矩阵对于各种应用程序尤其有用。，10，概述：栅格模式的缺点，栅格系统具有以下缺点：1、简单的地理区域中有大量重复数据。2、除非更改栅格大小，否则波动不适用于其他区域。3，对于某些特殊计算(例如视线计算)，栅格的栅格方向被放大；4、栅格太粗糙，不能准确地表达山峰、凹陷、山脊等地形的核心特征；11，概述：不规则三角网(tin)，不规则三角网(TIN)表达克服了高程矩阵中的重复数据问题，可以更有效地用于基于DTM的计算的各种类型。但是其结构很复杂。三角网(tin)表示使用从所有采样点获取的离散数据将每个三角形的顶点(单个点)连接到彼此连续的三角面。此时，如果可能，请确保每个三角形都是锐角三角形，或三条边的长度几乎相等(Delaunay)。三角网根据地形的复杂性确定采样点的密度和位置，因此可以充分表示地形特征点和线，从而减少地形相对平坦的区域中的数据重复。，12，概述：三角网的三角剖分，13，概述：三角网模型的存储方法，14，概述：三角网模型的表示，15，概述：三角网摘要，表示：将区域分割为相邻三角面网络时，该区域的所有点都位于三角面顶点、直线或三角形上。从顶点下落的高程与顶点相同。落在线上时，由两个顶点的线性插值得到。落在三角形内时，由三个顶点插值得到。生成方法：通过不规则点、矩形栅格或等高线转换获得。使用TIN，您可以在地形复杂的区域收集更多信息，在简单的区域收集较少的信息，以防止重复数据。某些类型的运算(例如坡度、坡向等)比以数字等高线为基础的系统效率更高。16，概述：DEM的目的，1)作为国家地理信息的基础数据，2)土木工程、景观建筑和矿山工程规划设计；3)用于军事目的的三维显示；4)景观设计和城市规划；5)管道分析、可见性分析；6)交通路线规划和坝址；7)不同表面的统计分析和比较；8)生成坡度、坡度、剖面、辅助地形分析、估算的侵蚀和径流等。9)以土壤、土地利用和植物覆盖数据等各种主题信息为背景进行标记和分析；10)与GIS一起执行空间分析。11)虚拟现实；从DEM导出的主要产品还包括平面等高线视图、三维等高线视图、等坡度、着色视图、横断面图、纵横视图、三维透视视图和三维立体颜色视图。17，2，DEM数据源；数据源：(1)航空或航天遥感图像作为数据源；(2)地形图作为数据源；(3)地面调查记录作为数据源；(4)作为其他数据源；数据源决定收集方法。数据点的收集密度和评分选择决定了DEM的精度。18，DEM数据收集，数字摄影测量：使用具有自动记录设备的立体或立体坐标、分析和数字摄影测量系统进行手动、半自动或全自动测量。原理是以照片地图为基础，使用测量仪进行测量。数字化现有地图：数字化现有地图(例如等高线)中的信息。地面测量：使用自动记录的距离测量theodolite进行实地测量。宇宙传感器：使用GPS将雷达和激光测高结合起来收集数据。19，数字摄影测量采样点选择，沿等高线采样：主要用于山区采样。常规栅格采样：可以按常规矩形栅格进行采样，以便直接生成常规矩形栅格的DEM数据。逐步取样：取样点根据地形合理分布。也就是说，平坦的区域具有较少的取样点，地形复杂的区域具有较多的取样点。选择采样：根据地形要素(例如山脊线和山谷线)进行采样。混合样品。注意：所有收集的数据都必须根据特定的空间插值方法转换为点模式格式数据。20，DEM生成，方法：1，人工栅格方法2，三角网方法3，立体图像对4，曲面拟合方法5，等值线插值方法，21，通过按栅格读取人工栅格方法、中点或交点的高程值，在地形图中指向栅格。22，对于三角网方法，有限离散点，每个三个相邻点通过三角形连接，每个三角形表示局部平面，根据每个平面表达式计算每个栅格点的高程并生成DEM。23，tin的要求是尽可能确保每个三角形的锐角三角形或3边的长度几乎相等，避免产生过大的钝角和过小的锐角。24，角度判断法建立不规则三角网，如果三角形的两个顶点已知，则使用馀弦清理计算替代第三个顶点的三角形内角大小，并选取与最大点对应的点，以此为该三角形的第三个顶点。，分割原始数据，处理的三角形接近点，25，C1，C2，C3，确定第一个三角形，c是三角形的第三个顶点，a，b，26，结构图，离A点最近的点，哪个内部角最大，A，B，C1，C2，C3，27，三角形的延伸，根据所生成的每个三角形的每个新添加边的最大角度原则，向外延伸的处理：P1(X1，Y1)，P2(X2，Y2)，P3(X3，Y3)三角形的P1P2边向外延伸时，P1P2线和Y3线使用，28，p3，p2，替换点p的坐标为(x，y)时重复和相交检测：一条边最多可以是两个三角形的公共边。p1，29，三维图像对方法，数据包含在张超主编地理信息系统教程的光盘中，30，根据曲面拟合方法、有限离散点高程，使用多项式或样条曲线函数获得拟合公式，然后逐个计算每个点的高程以获得拟合的DEM。可以反映整个地形，但是局部误差更大。可分割：完全配合：根据对研究区域内所有采样点的观测值创建趋势面模型。其特征是不反映插值区域内的局部特征。局部拟合：可以使用接近的数据点估算未知点的值，以反映本地要素。31，等高线内插，32，3，应用DEM，1，基于DEM的信息提取2，等高线绘制3，基于DEM的可视化分析，1，三维景观2，数字城市和虚拟现实3，应用DEM的工程应用，概述应用：应用算法：33，三维景观，34，35，数字城市和虚拟现实，DOM，DEM，DLG，属性RDB，36，数字深圳，37，3D建筑，38、DEM DOM DLG、39，交通行业：数字道路，(交通部道路测量设计研究所)，40，DEM的土方量计算，立体系山检波器，工程量。41，42，坡度计算，P，O，Q，R，S，然后：因此：43，坡度角计算，坡向QO和x轴之间的角度t为坡度角，44，绘制坡度和坡向图表，通常使用3*3栅格窗口在DEM数据矩阵中执行连续移动计算。45、绘制等高线、在栅格DEM上自动绘制等高线主要包括两个步骤：1、追踪等高线、使用DEM矩形栅格点的高程内插和对齐栅格边上的等高线点。2、等高线平滑化，以进一步加密等高线点并绘制平滑曲线。46，剖面分析，1)的含义：往往可以以线的形式，研究该地区的地形形态、轮廓形态、地形变化、地质结构、坡度特征、表面切割强度等。将其他地理变量(例如坡度、土壤、植物、土地使用现状等)叠加到地形横断面上时，可以提供土地使用规划、工程线选择和场地选择的决策标准。2)可以在栅格DEM或三角网DEM上绘制。如果知道两点的坐标A(x1，y1)、B(x2，y2)，请查找两点链接和栅格或三角网的交点，并在交点的高程和交点之间内插距离。然后按选定的垂直和水平比例尺的距离和高程绘制剖面。截面不一定要沿直线绘制，也不一定要沿一条曲线绘制。47，基于DEM的可视化分析，整体分析是以一点为观察点研究特定地区视觉情况的地形分析。方法：使用a，o作为观测点来确定栅格DEM或三角网DEM上的每个点是否透视，指定透视指定为1，通过值不能为0。这将形成属性值为0和1的栅格或三角网。此值为0.5，跟踪等值线。也就是说，通过观察点o获得通过视图。b，以观察点o为轴，以固定方位角间隔计算0到360之间所有方位角的一般情况。对于每