交通地理信息系統(tǒng)08-DTM與地形分析

第九講DTM與地形分析課題：DTM與地形分析目的要求：理解DTM和DEM概念；掌握DEM的主要表示方法，并能分析其優(yōu)缺點(diǎn)；了解DEM的數(shù)據(jù)采集方法；了解DEM的插值方法；掌握DEM建立的一般作業(yè)過(guò)程；了解DEM在地學(xué)分析中的主要用途；了解地形可視化的方法。教學(xué)重點(diǎn)：DTM，DEM的概念及相互轉(zhuǎn)換方法，DEM的作業(yè)過(guò)程。教學(xué)難點(diǎn)：DEM分析和應(yīng)用教學(xué)課時(shí)：2課時(shí)教學(xué)方法:講授本次課涉及的學(xué)術(shù)前沿：1．概述數(shù)字地形模型（DTM,DigitalTerrainModel）：是地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達(dá)，是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字描述。通常被描述為地形表面形態(tài)空間位置和地形屬性分布的有序數(shù)值陣列。它是地表單元上地形參數(shù)的集合，通常DTM可由DEM生成。它被用于各種線路選線（鐵路、公路、輸電線）的設(shè)計(jì)以及各種工程的面積、體積、坡度計(jì)算，任意兩點(diǎn)間的通視判斷及任意斷面圖繪制。1．概述高程模型：高程Z關(guān)于平面坐標(biāo)X，Y兩個(gè)自變量的連續(xù)函數(shù)，數(shù)字高程模型（DEM）只是它的一個(gè)有限的離散表示。數(shù)字高程模型DEM（DigitalElevationModel）：當(dāng)數(shù)字地形模型中地形屬性為高程時(shí)即為DEM；它是地表單元上高程的集合,通常用矩陣表示；廣義的DEM可包括等高線，三角網(wǎng)等。這里我們特指由地表矩陣單元構(gòu)成的高程矩陣。DEM是DTM的一個(gè)子集，是DTM的一個(gè)特例。2．DEM的表示法DEM的表示法數(shù)學(xué)方法

整體擬合局部擬合圖形方法

等高線規(guī)則格網(wǎng)不規(guī)則格網(wǎng)DEM的表示方法2．DEM的主要表示模型2．1規(guī)則格網(wǎng)模型2．2等高線模型2．3不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）模型2．4層次模型2.1規(guī)則格網(wǎng)模型規(guī)則格網(wǎng)：將區(qū)域空間切分成為規(guī)則的格網(wǎng)單元，每個(gè)格網(wǎng)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)值。數(shù)學(xué)上有一個(gè)矩陣表示，計(jì)算機(jī)里面表示為一個(gè)二維數(shù)組。2.1規(guī)則格網(wǎng)模型格網(wǎng)值的兩種觀點(diǎn)：格網(wǎng)柵格觀點(diǎn)：格網(wǎng)值是該格網(wǎng)高程內(nèi)所有高程點(diǎn)的值點(diǎn)柵格觀點(diǎn)：格網(wǎng)值是中心點(diǎn)的值或平均高程值規(guī)則格網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，計(jì)算機(jī)處理方便缺點(diǎn)：在平坦地區(qū)出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)冗余；若不改變格網(wǎng)大小，就不能適應(yīng)不同的地形條件；因此無(wú)法準(zhǔn)確表示地形結(jié)構(gòu)和細(xì)部特征在視線計(jì)算中過(guò)分依賴格網(wǎng)軸線2.2等高線模型等高線等高線和相應(yīng)的自由樹等高線模型中，高程值的集合是已知的。每條等高線對(duì)應(yīng)一個(gè)已知的高程值，一系列等高線集合和它們的高程值一起構(gòu)成了一種地面高程模型。等高線的拓?fù)潢P(guān)系可以用圖來(lái)表達(dá)，等高線之間的區(qū)域?yàn)閳D的節(jié)點(diǎn)，邊表示等高線本身。等高線存儲(chǔ)：等高線通常被存成一個(gè)有序的坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)序列，即可以看成是帶有高程屬性的簡(jiǎn)單多邊形或多邊形弧段。等高線模型只表達(dá)了區(qū)域的部分高程值，因此等高線以外的其他點(diǎn)的高程，要通過(guò)插值進(jìn)行計(jì)算，通常只使用外包的兩條等高線高程進(jìn)行插值。2.3不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）模型三角網(wǎng)的一種存儲(chǔ)方式若對(duì)于每個(gè)三角形、邊和節(jié)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)一個(gè)記錄，三角形記錄三條邊的指針、邊記錄兩個(gè)頂點(diǎn)以及相鄰多邊形指針，怎么表達(dá)？（用表格表示）2.4層次模型層次模型一種表達(dá)多種不同精度水平的數(shù)字高程模型，大多數(shù)層次模型是基于不規(guī)則三角網(wǎng)模型的。層次模型目前還存在一些尚需解決的問(wèn)題，沒(méi)有公認(rèn)的最好解決方案。3．DEM模型之間的相互轉(zhuǎn)換

不規(guī)則點(diǎn)集生成TIN

不規(guī)則三角網(wǎng)（TriangulatedIrregularNetwork,TIN）是另外一種表示數(shù)字高程模型的方法，它既減少規(guī)則格網(wǎng)方法帶來(lái)的數(shù)據(jù)冗余，同時(shí)在計(jì)算（如坡度）效率方面又優(yōu)于純粹基于等高線的方法。TIN模型根據(jù)區(qū)域有限個(gè)點(diǎn)集將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域中任意點(diǎn)落在三角面的頂點(diǎn)、邊上或三角形內(nèi)。如果點(diǎn)不在頂點(diǎn)上，該點(diǎn)的高程值通常通過(guò)線性插值的方法得到（在邊上用邊的兩個(gè)頂點(diǎn)的高程，在三角形內(nèi)則用三個(gè)頂點(diǎn)的高程）。所以TIN是一個(gè)三維空間的分段線性模型，在整個(gè)區(qū)域內(nèi)連續(xù)但不可微

不規(guī)則點(diǎn)集生成TINDelauney三角網(wǎng)和Voronoi圖（偶圖）：Voronoi圖即泰森多邊形，由一組連續(xù)多邊形組成，多邊形的邊界是由連接兩鄰點(diǎn)直線的垂直平分線組成。每個(gè)點(diǎn)與它的最近鄰域有關(guān)，將相鄰的Voronoi圖中的點(diǎn)連接而成的三角形即Delauney三角形。不規(guī)則點(diǎn)集生成TIN局部?jī)?yōu)化過(guò)程（LOP）（Lawson，1997）3．DEM模型之間的相互轉(zhuǎn)換格網(wǎng)DEM轉(zhuǎn)成TIN保留重要點(diǎn)（VIP）法啟發(fā)丟棄法(DH—DropHeuristic)VIP方法示意DH方法轉(zhuǎn)換格網(wǎng)DEM成TIN過(guò)O點(diǎn)與三角形BCE的交點(diǎn)O’的高程差d與閾值比較3．DEM模型之間的相互轉(zhuǎn)換等高線轉(zhuǎn)成格網(wǎng)DEM使用局部插值算法往往出現(xiàn)問(wèn)題，階梯地形的出現(xiàn)解決方法是使用針對(duì)等高線插值的專用方法，或者將等高線數(shù)據(jù)點(diǎn)減至最少，增加標(biāo)識(shí)山峰、山脊、谷底和坡度突變的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并使用較大的搜索窗口等值線插值造成“階梯地形”3．DEM模型之間的相互轉(zhuǎn)換利用格網(wǎng)DEM提取等高線將格網(wǎng)中的每個(gè)點(diǎn)視為幾何點(diǎn)而不是矩形區(qū)域TIN轉(zhuǎn)成格網(wǎng)DEM

看做是不規(guī)則點(diǎn)生成規(guī)則格網(wǎng)DEM，方法是按要求的分辨率大小和方向生成規(guī)則格網(wǎng)，對(duì)每一個(gè)格網(wǎng)搜索最近的TIN數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后按插值函數(shù)計(jì)算格網(wǎng)點(diǎn)高程。利用DEM制作等高線圖4．DEM的建立DEM數(shù)據(jù)采集方法地面測(cè)量

現(xiàn)有地圖數(shù)字化

空間傳感器

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量獲取DEMDEM生成方法DEM數(shù)據(jù)質(zhì)量控制漸進(jìn)采樣4．DEM的建立1.地面測(cè)量法這種方法以地面實(shí)測(cè)記錄為數(shù)據(jù)源，利用GPS、全站儀和電子手簿或測(cè)距經(jīng)緯儀等設(shè)備，在已知點(diǎn)位的測(cè)站上，觀測(cè)到目標(biāo)點(diǎn)的方向、距離和高差3個(gè)要素。計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)的（x,y,z）三維坐標(biāo)，存儲(chǔ)于電子手簿或袖珍計(jì)算機(jī)中，成為建立DEM的原始數(shù)據(jù)。這種方法一般用于建立小范圍大比例尺區(qū)域的DEM，對(duì)高程的精度要求較高。DEM數(shù)據(jù)采集方法4．DEM的建立2.地形圖數(shù)字化法這種方法以比例尺大于1:1萬(wàn)的國(guó)家近期地形圖為數(shù)據(jù)源，從中量取中等密度地面點(diǎn)集的高程數(shù)據(jù)，建立DEM。其方法有下面幾種：

（1）手工采集法采用方格膜片、網(wǎng)點(diǎn)板或帶刻劃的平移角尺疊置在地形圖上，并使地形圖的格網(wǎng)與網(wǎng)點(diǎn)板或膜片的格網(wǎng)線逐格匹配定位，自上而下，逐行從左到右量取高程。當(dāng)格網(wǎng)交點(diǎn)落在相鄰等高線之間時(shí)，用目視線性內(nèi)插法估計(jì)高程值。它的優(yōu)點(diǎn)是幾乎不需要購(gòu)置儀器設(shè)備，而且操作簡(jiǎn)便，但效率低。DEM數(shù)據(jù)采集方法4．DEM的建立（2）手扶跟蹤數(shù)字化儀采集法可采用如下3種方式進(jìn)行采集：

?

逐條等高線的線方式連續(xù)采集樣點(diǎn)，并采集所有高程注記點(diǎn)作補(bǔ)充，這種方式適合于等高線較稀疏的平坦地區(qū)。

?沿主要等高線采集特征點(diǎn)，并選擇采集高程注記點(diǎn)和線性加密點(diǎn)作補(bǔ)充。

?沿曲線和坡折線采集特征點(diǎn)，并補(bǔ)采峰—鞍線和水邊線的支撐點(diǎn)，分別以等高線，峰—鞍鏈和邊界格式存儲(chǔ)。

（3）掃描采集法這種方法利用掃描儀掃描地圖，從地圖掃描數(shù)據(jù)中自動(dòng)地建立DEM。這種方式采集速度快。隨著研究的不斷深入，一些難點(diǎn)和瓶頸問(wèn)題被逐步解決，目前自動(dòng)建立DEM技術(shù)已達(dá)到實(shí)用水平。DEM數(shù)據(jù)采集方法4．DEM的建立3.空間傳感器利用GPS，結(jié)合雷達(dá)和激光測(cè)高儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集4.攝影測(cè)量法攝影測(cè)量法以航空或航天遙感圖像為數(shù)據(jù)源，利用遙感立體像對(duì)，采用攝影測(cè)量的方法建立空間地形立體模型，量取密集數(shù)字高程數(shù)據(jù)，建立DEM。采集數(shù)據(jù)的攝影測(cè)量?jī)x器包括附有自動(dòng)記錄裝置的立體測(cè)圖儀或立體坐標(biāo)儀、解析測(cè)圖儀及數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)。DEM數(shù)據(jù)采集方法4．DEM的建立涉及DEM數(shù)據(jù)采集的攝影測(cè)量采樣方法如下：

（1）沿等高線采樣

在地形復(fù)雜及陡峭地區(qū)，可采用沿等高線跟蹤方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而在平坦地區(qū)，則不宜沿等高線采樣。

（2）規(guī)則格網(wǎng)采樣利用解析測(cè)圖儀在立體模型中按規(guī)則矩形格網(wǎng)進(jìn)行采樣，直接構(gòu)成規(guī)則格網(wǎng)DEM。DEM數(shù)據(jù)采集方法4．DEM的建立（3）選擇采樣為了準(zhǔn)確反映地形，可根據(jù)地形特征進(jìn)行選擇采樣，例如沿山脊線、山谷線、斷裂線等進(jìn)行采集以及離散碎部點(diǎn)（如山頂）的采集。這種方法獲取的數(shù)據(jù)尤其適合于不規(guī)則三角網(wǎng)DEM的建立。

（4）漸進(jìn)采樣這種采樣方法的目的是使采樣點(diǎn)分布合理，即平坦地區(qū)樣點(diǎn)少，地形復(fù)雜區(qū)的樣點(diǎn)較多。DEM數(shù)據(jù)采集方法4．DEM的建立（5）混合采樣

為了同步考慮采樣的合理性和效率，可將規(guī)則采樣或漸進(jìn)采樣與選擇采樣結(jié)合進(jìn)行混合采樣，即在規(guī)則采樣的基礎(chǔ)上再進(jìn)行沿特征線、點(diǎn)采樣。利用混合采樣可建立附加地形特征的規(guī)則格網(wǎng)DEM，也可建立附加特征的不規(guī)則三角網(wǎng)DEM。DEM數(shù)據(jù)采集方法4．DEM的建立（6）自動(dòng)化DEM數(shù)據(jù)采集上述方法均是基于解析測(cè)圖儀或機(jī)助制圖系統(tǒng)利用半自動(dòng)的方法進(jìn)行DEM數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)在已經(jīng)可以利用自動(dòng)化測(cè)圖系統(tǒng)進(jìn)行完全自動(dòng)化的DEM數(shù)據(jù)采集。此時(shí)可按相片上的規(guī)則格網(wǎng)利用數(shù)字影像匹配進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。最后攝影測(cè)量獲取的DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)都要按一定插值方法轉(zhuǎn)成規(guī)則格網(wǎng)DEM或規(guī)則三角網(wǎng)DEM格式數(shù)據(jù)。DEM數(shù)據(jù)采集方法4．DEM的建立將地形圖蒙上格網(wǎng)，逐格讀取中心或角點(diǎn)的高程值、構(gòu)成數(shù)字高程模型。1）人工網(wǎng)格法DEM的生成方法2）立體像對(duì)分析通過(guò)遙感立體像對(duì)，根據(jù)視差模型、自動(dòng)選配左右影像的同名點(diǎn)，可建立數(shù)字高程模型。4．DEM的建立對(duì)有限個(gè)離散點(diǎn)，每三個(gè)鄰近點(diǎn)聯(lián)接成三角形，每個(gè)三角形代表一個(gè)局部平面，再根據(jù)每個(gè)平面方程，可計(jì)算各格網(wǎng)點(diǎn)高程，生成DEM。3）三角網(wǎng)方法（TIN）DEM的生成方法4．DEM的建立根據(jù)有限個(gè)離散點(diǎn)的高程、采用多項(xiàng)式或樣務(wù)函數(shù)求得擬合公式，再逐一計(jì)算各點(diǎn)的高程，可得到擬合的DEM。DEM的生成方法4）曲面擬合4．DEM的建立根據(jù)各局部等值線上的高程點(diǎn)，通過(guò)插值公式計(jì)算各點(diǎn)的高程，得到DEM。等值線插值法是比較常用的方法，輸入等值線后，可在矢量格式的等值線數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行，插值效果較好。5）等值線插值DEM的生成方法4．DEM的建立DEM生成的全過(guò)程包括：原始數(shù)據(jù)獲取、DEM模型構(gòu)造，數(shù)據(jù)插值、在所定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和模型輸出。DEM的生成流程

DEM建庫(kù)與刻盤質(zhì)量檢測(cè)與元數(shù)據(jù)文件記錄

全要素地形圖

地圖掃描

人機(jī)交互等高線矢量化加測(cè)注記點(diǎn)

等高線賦值與檢查周邊等高線地圖的數(shù)據(jù)獲取構(gòu)造三角網(wǎng)

內(nèi)插DEM網(wǎng)格DEM建庫(kù)與刻盤質(zhì)量檢測(cè)與元數(shù)據(jù)文件記錄以地形圖數(shù)字化為例，說(shuō)明DEM的生成過(guò)程(見圖)從等高線可以直接生成TIN，也可以直接生成DEM，另外DEM也可以通過(guò)等高線生成TIN后，再內(nèi)插得到。4．DEM的建立DEM數(shù)據(jù)采集之前，按照所需的精度要求確定合理的取樣密度，或者在DEM數(shù)據(jù)采集過(guò)程中根據(jù)地形復(fù)雜程度動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣點(diǎn)密度。太稀，會(huì)降低精度，過(guò)密，會(huì)增大數(shù)據(jù)量，和不必要的存儲(chǔ)量。很多DEM來(lái)源于地形圖，因此其精度不會(huì)高于原始地形圖。DEM的數(shù)據(jù)質(zhì)量可以參考美國(guó)USGS的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)DEM數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制5．DEM的分析和應(yīng)用格網(wǎng)DEM應(yīng)用

地形曲面擬合立體透視圖通視分析流域特征地貌提取與地形自動(dòng)分割

DEM計(jì)算地形屬性利用DEM繪制地面暈渲圖

光源來(lái)自西北產(chǎn)生正立體

光源來(lái)自東南產(chǎn)生反立體由DEM產(chǎn)生的地面暈渲圖5．DEM的分析和應(yīng)用立體透視圖透視立體圖能更好地反映地形的立體形態(tài)，非常直觀。與采用等高線表示地形形態(tài)相比有其自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，更接近人們的直觀視覺(jué)例如局部放大，改變高程值Z的放大倍率以夸大立體形態(tài)；改變視點(diǎn)的位置以便從不同的角度進(jìn)行觀察，甚至可以使立體圖形轉(zhuǎn)動(dòng)，使人們更好地研究地形的空間形態(tài)格網(wǎng)DEM應(yīng)用利用DEM繪制立體透視圖建立透視變換基礎(chǔ)DEM高程陣列剖面布設(shè)消除隱藏線處理粘貼表面影象與紋理

制作透視立體圖的基本流程透視變換原理TIN構(gòu)成的三維模型DEM與正射影像疊合的地面三維模型

5．DEM的分析和應(yīng)用通視分析通視分析有著廣泛的應(yīng)用背景。典型的例子是觀察哨所的設(shè)定，顯然觀察哨的位置應(yīng)該設(shè)在能監(jiān)視某一感興趣的區(qū)域，視線不能被地形擋住。這就是通視分析中典型的點(diǎn)對(duì)區(qū)域的通視問(wèn)題與此類似的問(wèn)題還有森林中火災(zāi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)定，無(wú)線發(fā)射塔的設(shè)定等有時(shí)還可能對(duì)不可見區(qū)域進(jìn)行分析，如低空偵察飛機(jī)在飛行時(shí)，要盡可能躲避敵方雷達(dá)的捕捉，飛行顯然要選擇雷達(dá)盲區(qū)飛行格網(wǎng)DEM應(yīng)用5．DEM的分析和應(yīng)用通視分析通視問(wèn)題可以分為五類：已知一個(gè)或一組觀察點(diǎn)，找出某一地形的可見區(qū)域欲觀察到某一區(qū)域的全部地形表面，計(jì)算最少觀察點(diǎn)數(shù)量在觀察點(diǎn)數(shù)量一定的前提下，計(jì)算能獲得的最大觀察區(qū)域以最小代價(jià)建造觀察塔，要求全部區(qū)域可見在給定建造代價(jià)的前提下，求最大可見區(qū)格網(wǎng)DEM應(yīng)用5．DEM的分析和應(yīng)用通視分析根據(jù)問(wèn)題輸出維數(shù)的不同，通視可分為點(diǎn)的通視，線的通視和面的通視點(diǎn)的通視是指計(jì)算視點(diǎn)與待判定點(diǎn)之間的可見性問(wèn)題線的通視是指已知視點(diǎn)，計(jì)算視點(diǎn)的視野問(wèn)題區(qū)域的通視是指已知視點(diǎn)，計(jì)算視點(diǎn)能可視的地形表面區(qū)域集合的問(wèn)題。基于格網(wǎng)DEM模型與基于TIN模型的DEM計(jì)算通視的方法差異很大格網(wǎng)DEM應(yīng)用5．DEM的分析和應(yīng)用通視分析根據(jù)問(wèn)題輸出維數(shù)的不同，通視可分為點(diǎn)的通視，線的通視和面的通視點(diǎn)的通視是指計(jì)算視點(diǎn)與待判定點(diǎn)之間的可見性問(wèn)題線的通視是指已知視點(diǎn)，計(jì)算視點(diǎn)的視野問(wèn)題區(qū)域的通視是指已知視點(diǎn)，計(jì)算視點(diǎn)能可視的地形表面區(qū)域集合的問(wèn)題?；诟窬W(wǎng)DEM模型與基于TIN模型的DEM計(jì)算通視的方法差異很大格網(wǎng)DEM應(yīng)用5．DEM的分析和應(yīng)用格網(wǎng)DEM應(yīng)用利用DEM做通視分析PP’地形及P、P’兩點(diǎn)位置

可視性分析的基本用途a、可視查詢。b、地形可視結(jié)構(gòu)計(jì)算

(即可視域的計(jì)算)。c、水平可視計(jì)算。ARC/VIEW可視域提取5．DEM的分析和應(yīng)用流域特征地貌提取與地形自動(dòng)分割地形因素是影響流域地貌、水文、生物等過(guò)程的重要因子，地形屬性的空間分布特征一直是人們用于描述這些空間過(guò)程變化的重要指標(biāo)高精度DEM數(shù)據(jù)和高分辨率、高光譜、多周期的遙感影像，為人們定量描述流域空間變化過(guò)程提供了日益豐富的數(shù)據(jù)源，而且人們對(duì)流域地貌、水文和生物等過(guò)程空間變化機(jī)理理解的不斷加深，可以說(shuō)人類已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)“空間模擬”的時(shí)代格網(wǎng)DEM應(yīng)用ARC/VIEW提取地面水系分布圖示例5．DEM的分析和應(yīng)用流域特征地貌提取與地形自動(dòng)分割基于DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)提取流域地貌特征和進(jìn)行流域地形自動(dòng)分割是進(jìn)行流域空間模擬的基礎(chǔ)技術(shù)基于格網(wǎng)DEM自動(dòng)提取流域特征地貌和進(jìn)行地形自動(dòng)分割技術(shù)主要包括兩個(gè)方面：（1）流域地貌形態(tài)結(jié)構(gòu)定義，定義能反映流域結(jié)構(gòu)的特征地貌，建立格網(wǎng)DEM對(duì)應(yīng)的微地貌特征。格網(wǎng)DEM應(yīng)用5．DEM的分析和應(yīng)用流域特征地貌提取與地形自動(dòng)分割（2）特征地貌自動(dòng)提取和地形自動(dòng)分割算法。格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)是一些離散的高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)本身不能反映實(shí)際地表的復(fù)雜性。為了從格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)中得到流域地貌形態(tài)結(jié)構(gòu)，必須采用一個(gè)清晰的流域地貌結(jié)構(gòu)模型，然后針對(duì)該結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)自動(dòng)提取算法格網(wǎng)DEM應(yīng)用5．DEM的分析和應(yīng)用DEM計(jì)算地形屬性由DEM派生的地形屬性數(shù)據(jù)可以分為單要素屬性和復(fù)合屬性二種前者可由高程數(shù)據(jù)直接計(jì)算得到，如坡度因子，坡向后者是由幾個(gè)單要素屬性按一定關(guān)系組合成的復(fù)合指標(biāo)，用于描述某種過(guò)程的空間變化，格網(wǎng)DEM應(yīng)用

（1）

高程分級(jí)等間距或不等間距劃分為若干高程等級(jí)，如用來(lái)區(qū)分丘陵、低山、中山、高山等

DEM計(jì)算地形屬性式中n的計(jì)算單元內(nèi)柵格個(gè)數(shù)；h（Pk）為第k點(diǎn)的高程。（2）平均高程5．DEM的分析和應(yīng)用（3）相對(duì)高程設(shè)參考高程為hm，則各柵格點(diǎn)上相對(duì)高程為：

k=1，…，NDEM計(jì)算地形屬性5．DEM的分析和應(yīng)用（4）極值高程和高差（5）坡度切面方程：坡度為該平面法線與水平面法線之間的夾角：將計(jì)算結(jié)果劃分為91級(jí)（0-90），為代表水平面的情況。DEM計(jì)算地形屬性5．DEM的分析和應(yīng)用

坡向?yàn)樯鲜鰯M合平面的法線在水平面上投影的方位角：按22.5度的方位角間隔由正北順時(shí)針劃分為16個(gè)方位，每級(jí)取值范圍為11.25度。（6）坡向DEM計(jì)算地形屬性5．DEM的分析和應(yīng)用原始DEM數(shù)據(jù)地面坡度數(shù)字矩陣地面剖面曲率數(shù)字矩