地形制圖與分析推薦資料

1、第13章 地形制圖與分析13.1 用于地形制圖與分析的數(shù)據(jù) 13.1.1 數(shù)字高程模型（DEM） 注釋欄13.1 LIDAR DEM 的應(yīng)用舉例 13.1.2 不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）13.2 地形制圖 13.2.1 等高線法 13.2.2 垂直剖面法 13.2.3 地貌暈渲圖法 注釋欄13.2 反立體效果 注釋欄13.3 相對(duì)輻射值的計(jì)算實(shí)例 13.2.4 分層設(shè)色法 13.2.5 透視圖法13.3 坡度和坡向 13.3.1 用柵格計(jì)算坡度和坡向的算法 注釋欄13.4 由 D 到坡向的轉(zhuǎn)換 注釋欄13.5 用柵格計(jì)算坡度和坡向的實(shí)例 13.3.2 用TIN計(jì)算坡度和坡向的算法 注釋欄13.6

2、用TIN計(jì)算坡度和坡向的實(shí)例 13.3.3 影響坡度和坡向量測(cè)的因素13.4 表面曲率 注釋欄13.7 計(jì)算表面曲率的實(shí)例13.5 柵格與TIN對(duì)比重要概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)題應(yīng)用：地形制圖和分析 習(xí)作1: 用 DEM 進(jìn)行地形制圖 習(xí)作2: 由 DEM 導(dǎo)出坡度、坡向和曲率 習(xí)作3: 建立和顯示不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）挑戰(zhàn)性任務(wù)參考文獻(xiàn)2用于地形制圖與分析的數(shù)據(jù) 地形制圖與分析的兩種常用輸入數(shù)據(jù)是：基于柵格的 DEM 和基于矢量的 TIN。 DEM 模型表示高程點(diǎn)的規(guī)則排列。DEM 數(shù)據(jù)中的每個(gè)高程點(diǎn)就置于高程?hào)鸥竦南裨行?，因而，DEM 和高程?hào)鸥窬涂梢韵嗷マD(zhuǎn)換。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）提供了3種

3、分辨率的全國(guó)范圍高程數(shù)據(jù)：1 秒弧度（30 m），1/3秒弧度（10 m）和 1/9秒弧度（3 m）（參見第4章）。此外，LIDAR 逐漸用于對(duì)地形細(xì)節(jié)要求較高的研究。 TIN 指用一系列無(wú)重疊的三角形來(lái)近似模擬陸地表面。3柵格與TIN的相轉(zhuǎn)換 最大 z 容差（Maximum z-tolerance）算法是從一個(gè)高程?hào)鸥襁x點(diǎn)來(lái)構(gòu)建一個(gè)TIN，對(duì)于高程?hào)鸥裆系拿總€(gè)點(diǎn)，初始高程與 TIN 的估算高程之差小于指定的最大z容差。 TIN可通過局部一次多項(xiàng)式插值方法轉(zhuǎn)換成 DEM。4制作TIN的輸入數(shù)據(jù) 除了DEM, TIN還可利用其他外加的點(diǎn)數(shù)據(jù)，包括：實(shí)測(cè)高程點(diǎn)、GPS數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)等；線數(shù)據(jù)可包括

4、等高線和斷線；面數(shù)據(jù)可包括湖泊和水庫(kù)。5圖13.1 (b)中虛線表示的斷線把(a)中的三角形切分，生成(c)中一些新的三角形6地形制圖地形制圖技術(shù)： 等高線法； 垂直剖面法； 地貌暈渲圖法； 分層設(shè)色法； 透視圖法。7圖13.2 等高線地圖8圖13.3 沿三角形邊緣內(nèi)插數(shù)值為900的點(diǎn)，這些點(diǎn)連接成 900的等高線9圖 13.4 垂直剖面圖10圖13.5 地貌暈渲圖的例子，太陽(yáng)方位角為 315(NW)、太陽(yáng)高度角為4511圖13.6 分層設(shè)色地圖，不同高程分區(qū)用不同的灰色符號(hào)表示12圖13.7 三維透視圖13圖13.8 控制三維透視圖容貌的三個(gè)參數(shù)：觀察方位角（自北順時(shí)針方向計(jì)算），觀察角度

5、（自地平面開始計(jì)算），觀察距離 d（觀察點(diǎn)到三維表面的距離）控制三維透視圖容貌的參數(shù)14圖13.9 在三維地表上披蓋河流和岸線三維披蓋15圖13.10 高程分區(qū)的三維透視圖16圖13.11 位于馬塞諸塞州（麻?。┎ㄊ款D的三維建筑群17坡度和坡向 坡度是地表位置上高度變化率的量度，坡度可表達(dá)為百分?jǐn)?shù)或者度數(shù)。 坡向是斜坡方向的量度。從正北為 0開始，順時(shí)針移動(dòng)，回到正北以360結(jié)束。用坡向作數(shù)據(jù)分析之前，我們經(jīng)常需對(duì)坡向進(jìn)行轉(zhuǎn)換。18圖13.12 以百分比或者度表示的坡度，可由垂直距離 a 和水平距離 b 計(jì)算而得19圖13.13 坡向的度量常分為4個(gè)基本方向或 8個(gè)基本方向20圖13.14 獲

6、取N-S向 (a)、NE-SW向 (b)、E-W 向(c) 和 NW-SE 向(d) 等基本方向的轉(zhuǎn)換方法21用柵格計(jì)算坡度和坡向的算法 以面為單位（如像元和三角形）是通過像元標(biāo)準(zhǔn)矢量的傾向和傾量來(lái)計(jì)算它們的坡度和坡向。其中，標(biāo)準(zhǔn)矢量是垂直于像元的有向直線。 許多近似方法已被設(shè)計(jì)用于由高程?hào)鸥裼?jì)算坡度和坡向。這三種方法都采用 33 移動(dòng)窗口估算中心像元的坡度和坡向，但是，用于估算的鄰接像元數(shù)和每個(gè)像元的權(quán)重各不相同。22圖13.15 像元的標(biāo)準(zhǔn)矢量是垂直于該像元的有向直線，它的傾向和傾量決定該像元的坡度和坡向（Redraw from Hodgson, 1998, CaGIS 25（3）：pp.

7、 173185；經(jīng)美國(guó)測(cè)繪大會(huì)許可重?。?3圖13.16 計(jì)算C0的坡度和坡向的 Ritter 算法，采用 4 個(gè)與 C0 的直接鄰接像元24圖13.17 Horn 算法與 Sharpnack 和 Akin 算法都采用8個(gè)與C0鄰接像元來(lái)計(jì)算C0的坡度和坡向25用TIN計(jì)算坡度和坡向的算法 用三角形三個(gè)節(jié)點(diǎn)上的 x、y 和 z 值，計(jì)算 TIN 中三角形的坡度和坡向。26圖13.18 用三角形三個(gè)節(jié)點(diǎn)上的 x、y 和 z 值，計(jì)算 TIN 中三角形的坡度和坡向的算法27影響坡度和坡向量測(cè)的因素生成坡度和坡向的影響因素是： DEM 數(shù)據(jù)的分辨率； DEM的質(zhì)量； 坡度和坡向算法； 局部地形。28圖13.19 三種不同分辨率的DEM：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的 30m (a) 和 10m 的DEM (b) ，由LIDAR 數(shù)據(jù)生成 1.83m 的DEM (c)29圖13.20 由圖13.19的三種不同分辨率DEM 生成的坡度圖。隨著坡度越陡，顯示的符號(hào)越暗30表面曲率表面曲率，用來(lái)確定某一個(gè)像元位置表面是向上