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 相對輻射值的計算實例 13.2.4 分層設色法 13.2.5 透視圖法13.3 坡度和坡向 13.3.1 用柵格計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 用柵格計算坡度和坡向的實例 13.3.2 用TIN計算坡度和坡向的算法 注釋欄13.6

2、用TIN計算坡度和坡向的實例 13.3.3 影響坡度和坡向量測的因素13.4 表面曲率 注釋欄13.7 計算表面曲率的實例13.5 柵格與TIN對比重要概念和術語復習題應用：地形制圖和分析 習作1: 用 DEM 進行地形制圖 習作2: 由 DEM 導出坡度、坡向和曲率 習作3: 建立和顯示不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）挑戰(zhàn)性任務參考文獻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 模型表示高程點的規(guī)則排列。DEM 數(shù)據(jù)中的每個高程點就置于高程柵格的像元中心，因而，DEM 和高程柵格就可以相互轉(zhuǎn)換。美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）提供了3種

3、分辨率的全國范圍高程數(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 逐漸用于對地形細節(jié)要求較高的研究。 TIN 指用一系列無重疊的三角形來近似模擬陸地表面。3柵格與TIN的相轉(zhuǎn)換 最大 z 容差（Maximum z-tolerance）算法是從一個高程柵格選點來構(gòu)建一個TIN，對于高程柵格上的每個點，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數(shù)據(jù)，包括：實測高程點、GPS數(shù)據(jù)和雷達數(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。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： 等高線法； 垂直剖面法； 地貌暈渲圖法； 分層設色法； 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，這些點連接成 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，太陽方位角為 315(NW)、太陽高度角為4511圖13.6 分層設色地圖，不同高程分區(qū)用不同的灰色符號表示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參數(shù)：觀察方位角（自北順時針方向計算），觀察角度

5、（自地平面開始計算），觀察距離 d（觀察點到三維表面的距離）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（麻省）波士頓的三維建筑群17坡度和坡向 坡度是地表位置上高度變化率的量度，坡度可表達為百分數(shù)或者度數(shù)。 坡向是斜坡方向的量度。從正北為 0開始，順時針移動，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)常需對坡向進行轉(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 計算而得19圖13.13 坡向的度量常分為4個基本方向或 8個基本方向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）是通過像元標準矢量的傾向和傾量來計算它們的坡度和坡向。其中，標準矢量是垂直于像元的有向直線。 許多近似方法已被設計用于由高程柵格計算坡度和坡向。這三種方法都采用 33 移動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)和每個像元的權(quán)重各不相同。22圖13.15 像元的標準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)美國測繪大會許可重?。?3圖13.16 計算C0的坡度和坡向的 Ritter 算法，采用 4 個與 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個與C0鄰接像元來計算C0的坡度和坡向25用TIN計算坡度和坡向的算法 用三角形三個節(jié)點上的 x、y 和 z 值，計算 TIN 中三角形的坡度和坡向。26圖13.18 用三角形三個節(jié)點上的 x、y 和 z 值，計算 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，顯示的符號越暗30表面曲率表面曲率，用來確定某一個像元位置表面是向上