第三章第五节数字高程模型DEM幻灯片.ppt

1、3.5城市数字地形模型，3.5.1概述语义Digital Terrain Model(DTM)是20世纪50年代美国MIT照片测量实验室主任米勒(C. L. MILLER)首次提出的。被描述为以数字表示地理空间中一个元素变化的连续表面的连续表面可以是地理空间的地价、污染负荷量、绿化率、降雨量、气温、人口密度、建筑物密度等。通常描述的连续表面是地形表面，即高程值在地理空间中的变化，称为数字古道模型(DEM，DEM)。DEM是DTM的子集，DTM的特例DEM是国家基础空间数据的重要组成部分，表示地表区域上地形的三维矢量(X，Y，Z)的有限序列的地理信息系统中，DEM是建立DTM的基础数据，其他地形

2、要素称为“派生数据”，可以直接或间接导出DEM牙齿，一般地形图完成后比例尺不会轻易改变或改变没有一般地图损失。随着时间的推移，图形会变形，从而丢失原始精度。DEM使用能够保持准确性的数字媒体。此外，通过其他种类的地图，精度将丢失，通过手动方法直接输出，精度由DEM控制，精度容易控制自动化，实时普通地图增加和修改都需要重复相同的过程，劳动强度和长周期，DEM是数字格式，因此地形信息增加和修改只需要将修改信息直接输入计算机，软件处理后就可以获得1 DEM的表示方法，3.5.2 DEM 也就是说，根据区域中的所有点位高程数据，还可以使用傅里叶级数和高阶多项式使统一的地面高程曲面局部拟合的方法：(1)

3、线模式等高线是表示地形的最常见格式，地形特征线也是表示地形高程的重要信息来源，例如山脊线、山谷线、海岸线、坡度变化线等(1)等高线(CONTOUR)模型() 插值计算很麻烦！等高线模型仅表示区域的某些高程值，因此需要插值方法来计算等高线外部其他点的高程。由于这些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内插。DEM最常用的格式是高程矩阵或一般矩形格线。在2D平面中网面化研究区域(根据DEM的应用目的大小网格)。常规格线通常是正方形、矩形、三角形等常规格线规则格线。将区域空间分为规则的栅格单元。每个栅格单元可以在一个数字数学中显示为矩阵。在电脑实施方式中，二维阵列每个栅

4、格单元或阵列的一个元素的古道值。精细网格模型(GRID)，优点：结构简单，使用计算机轻松处理等高线、坡向、山丘阴影和流域地形自动提取，精细网格模型(GRID)，缺点：地形简单区域中的大量重复数据，一般网格DEM在计算和应用方面有很多优点，但也有很多难以克服的缺陷不规则三角网(Triangulated Irregular Network)。1978)在减少常规栅格方法产生的数据冗馀的同时，从计算(例如坡度)效率的角度来看，基于纯等高线的方法、三角网模型(TIN)、三角网inpresentation(TIN)是从所有采样点获取的常用Delaunay Delaunay三角形表示、Delaunay三角

5、形、不规则三角网模型(tin)、不规则三角网模型(TIN)、优点、TIN数字高程由连续三角面组成，三角形面的造型和大小取决于不规则分布的测量点或节点的位置和密度TIN，充分表示地租特征线，以减少地形相对平坦的区域中的数据冗馀，以及DEM模型之间的相互转换ArcGIS、Contours、Grid、TIN之间的相互转换操作；Grid/TIN生成Contours；点位高程/Contours生成三角网；点位高程/Contours生成TIN 如果图层不具有高度属性，请选择“无”。但是，构造三角网时，必须至少具有一个高度值矢量图层起作用的图层属性表(“三角网”选项):对于点位高程图层，请选择“山点mass

6、points”。对于等高线等高线要素图层，可以将其设定为以下三种茄子类型：Mass points、Hard Breaklines和Soft Breaklines。对于多边形图层，可以将Mass points、Hard Breaklines、Soft Breaklines、Hard clip Polygons对和面要素选项分为硬要素或软要素选项这就是DEM数据采集1，DEM数据采集方法(1这种速测经纬仪通常有CPU，可以自动记录和显示相关数据，可以在各种测量站进行计算)。记录的数据可以通过串行通信在输入计算机上处理，(1数据采集，(2)传统地图数字化是使用数字化仪对现有地图信息(例如等高线)进行

7、数字化的方法。当前常用数字化仪使用手动跟踪数字化和扫描数字化(3)空间传感器全局定位系统GPS(GPS)。雷达和激光高度计等相结合的数据采集全球免费下载DEM: AsterG-DEM，2009年发布的全球DEM数据，采样精度30米，https:/wist . echo . NASA . gov/wist-bin/apple Mode=maiin使用带有附加自动录制设备(介面)的立体声或立体声坐标、分析绘图仪和数字照片测量系统通过手动、半自动或完全自动测量导入数据。1数据采集，(1)沿等高线采样(地形复杂或陡峭)，(2)常规栅格采样(3)沿山脊、山谷线、剖面线和离散细分点(例如顶峰)选择采样以创

8、建三角网DEM(4)分析降雨量、污染物浓度、高度变化等时，不能测量牙齿现象分布范围内的所有点，只能在研究区域内进行采样测量，然后使用这些点数据导出整个区域。插值是这种导出过程的一种茄子方法。插值是使用有限采样值预测未知位置值的过程。也就是说，在具有在区域内分布的已知值的采样点集中，计算未知位置的值位置单元和已知单元之间的距离会影响最终预测值。使用较小的采样点可以获得整个曲面，但是要获得细致曲面，需要更多的采样点、空间插值。通常，采样点应均匀分布在整个区域中。但是在一些现象发生变化或聚集的地方需要更多样本点空间插值应用的原理是地理学的第一定律，即一切都是相关，距离越近，关联性就越大。大卫亚设，北

9、美国电视电视剧(Northern Exposure)，在大多数插值方法中，接近的采样点比远的采样点更重要。常用的空间插值方法包括逆距离加权插值、样条插值和克里格插值。无论选择哪种插值方法，采样点越多，采样点分布就越宽，插值结果越接近实际值。Everything is related to Everything else，but near things are more related to each other . Waldo tobler，逆距离加权插值表示相邻区域中每个单元的值接近预测单元中心的点越多，权重就越大。这是分布过程样条线插值。通过减小一个最小化曲面总曲率的数学函数来估算单元值，

10、结果曲面将更平滑，拟合曲面将通过已知点。牙齿方法适用于变化的曲面，常用于古道、水位高度等渐变曲线克里格插值。牙齿方法是基于统计模型的插值方法，包括自相关(已知点之间的统计关系)。牙齿方法不仅可以生成预测曲面，还可以提供预测结果的准确性或确定性度量、空间插值和克里格(krig ig)。参数设置、插值结果、三维显示、IDW、Spline、Kriging、DEM生成之前的过程包括远视数据收集、DEM模型构造、数据插值、通过指定数据结构支持输出数据存储和模型、3 DEM生成过程、地形图数字化DDM牙齿栅格DEM另外，通过等高线老师三角网重新插值，证明了等高线老师三角网重新插值栅格DEM的精度和效率都很

11、好。3 DEM生成过程，1基本地形系数计算(1)坡度和坡向计算(2)表面粗糙度(破碎度)(3)古道过渡分析(4)表面积计算(5)投影面积计算(6)体积计算(7)截面面积计算切线坡向是水平面上坡度法线的投影和正北方向的角度，坡向地图是坡向的类别指示图，坡向的坡度方向可以是方位角0360中的任何方向。坡向一般分为9茄子类别。东、南、西、北、东北、西北、东南、西南和平地在实际应用中，四个茄子坡向，即平坡、阳坡、半坡、阴茎寺可以分别表示为1、2、3、4。坡向和坡向可以根据网格或染色萃取坡度。度或百分比、反映曲面起伏变化和侵蚀度的指标、地单元的表面面积与水平面的投影面积之比、顶点连接L1和L2中点之间的

12、距离D表示粗糙度、(2)地理要素参数e. g表面粗糙度、ArcGIS空间分析工具栅格计算器表面粗糙度=1/cos(坡度* 3.14159) 参数古道变异系数(古道变异系数等):嵌入hilshadd测量研究区域中指定位置的阳光强度和光照时间，对真实地面进行逼真的立体显示，增加地面起伏以计算山体阴影，需要给定的太阳方位角和太阳高度角，(4)计算山体阴影hilshadd，根据DEM计算出的山体阴影图，DEM 然后，根据距离和高程，使用选定的垂直和水平比例尺绘制截面视图时，不一定要沿直线绘制，也可以沿曲线绘制。在三剖面分析、土地整理中，基于等高线的公路纵断面图、三剖面分析、剖面分析、三剖面分析、语义经常可以用线代替。研究地区的地形形态、轮廓形状、地租变化、地质结构、倾斜特征、地表切割强度等地租剖面上叠加其他地理变量，例如坡度、土壤、