DEM數(shù)字高程模型PPT課件

1、.1，數(shù)字高程模型，1，DEM概述2，DEM實施1，DEM數(shù)據(jù)收集2，DEM實施方法3，應(yīng)用DEM，2、1、概述：DEM定義、DEM、(diggs DTM: Z是在其他二維表面上連續(xù)變化的地理特征，例如地面溫度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤類型，DEM是數(shù)字階地(DTM)，3，概述：DEM和DTM的分隔，數(shù)字高程模型(DEM):研究地面起伏。數(shù)字過渡模型(DTM):包含曲面起伏和屬性(例如坡度和坡向)的兩種含義，DEM的進一步分析。4、概述：DEM的表示法，使用3D函數(shù)模擬復(fù)雜曲面。將整個曲面分割為網(wǎng)格或面積幾乎相等的不規(guī)則網(wǎng)面。每個柵格都具有點觀測，即柵格值。適用于表示地下水或土壤特

2、性的曲面插值。5，概述：描述DEM的線模式表現(xiàn)法、高程曲線的等高線。通過數(shù)字化現(xiàn)有等高線地圖生成的DEM不如直接使用航空攝影測量方法生成的DEM質(zhì)量。數(shù)字化的等高線不適合計算坡度或生成著色地形圖。6，概述：等高線模式，等高線通常存儲為具有高程值屬性的簡單多邊形或可以視為多邊形圓弧段的有序坐標點序列。等高線模型僅表示區(qū)域的某些高程值，因此通常需要插值方法來計算等高線外部其他點的高程。由于這些點位于兩條等高線包圍的區(qū)域內(nèi)，因此通常僅使用兩條外包等高線的高程進行內(nèi)插。7，概述：DEM的點模式表現(xiàn)法，高程矩陣(一般矩形格線)，與格線地圖相同。表現(xiàn)法：將區(qū)域分割為格線，并記錄每個格線的高程。將直線模型轉(zhuǎn)

3、換為高程矩陣。優(yōu)點：計算機可以輕松處理基于柵格的矩陣，因此高程矩陣是最常見的DEM中選擇所需的構(gòu)件。缺點：平面區(qū)域中出現(xiàn)大量數(shù)據(jù)冗馀。如果不更改柵格大小，則無法適應(yīng)其他地形條件。視線計算過于依賴網(wǎng)格線。8、概述：柵格模式，常規(guī)柵格方法是以高程矩陣表示DEM。在這種情況下，DEM直接從規(guī)則矩形柵格采樣點或不規(guī)則離散數(shù)據(jù)點插值導(dǎo)出。結(jié)構(gòu)簡單，計算機的矩陣處理比較方便，高程矩陣已經(jīng)成為DEM最常用的形式。高度矩陣尤其有利于各種應(yīng)用。，除非更改柵格大小，否則起伏不能應(yīng)用于其他區(qū)域。3、對于特定特殊計算(例如視線計算)，會夸大格線的格線方向。4.柵格太粗糙，無法準確表示地形的核心特征(如山峰、凹陷、山脊

4、等)。10，概述：三角網(wǎng)(TIN)，三角網(wǎng)(TIN)表示克服了高程矩陣中的重復(fù)數(shù)據(jù)問題，并可以在各種類型的基于DTM的計算中更有效地使用。但是其結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。三角網(wǎng)(tin)表示使用從所有采樣點獲取的離散數(shù)據(jù)，根據(jù)組合優(yōu)化原則將這些離散點(每個三角形的頂點)連接到徐璐連續(xù)的三角形面(連接時，請確保每個三角形盡可能是銳角三角形，或者三個面的長度幾乎相等)，TIN根據(jù)地形的復(fù)雜性確定采樣點的密度和位置，并使地形特征點和線足夠，11，概述：三角剖分，落在直線上時，通過兩個頂點的線性插值得到。落在三角形內(nèi)時，將插補三個頂點。生成方法：從不規(guī)則點、矩形柵格或等高線轉(zhuǎn)換中獲取。三角網(wǎng)允許在地形復(fù)雜的區(qū)域收集

5、更多信息，在簡單的區(qū)域收集少量信息以防止重復(fù)數(shù)據(jù)。某些類型的運算(例如坡度、坡向等)比以數(shù)位等高線為基礎(chǔ)的系統(tǒng)更有效。15，概述：DEM建設(shè)的目的，1)作為國家地理信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，2)土木工程、景觀建筑和礦山工程規(guī)劃設(shè)計；3)用于軍事目的的三維顯示；4)景觀設(shè)計和城市規(guī)劃；5)管道分析、可見性分析；6)交通路線規(guī)劃和壩址；7)不同表面的統(tǒng)計分析和比較；8)生成坡度、坡向、剖面、輔助地形分析、估算侵蝕、徑流等。9)以土壤、土地利用和植物覆蓋數(shù)據(jù)等各種主題信息為背景進行嵌套，以便進行顯示和分析。10)與GIS協(xié)作執(zhí)行空間分析。11)虛擬現(xiàn)實(virtual reality)；此外，從DEM導(dǎo)出的主

6、要產(chǎn)品包括平面等高線、立體等高線、等斜度、光暈、穿越視圖、橫斷面視圖、3D立體透視視圖、3D立體顏色地圖等。16，2，DEM數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)源：(1)航空或航天遙感圖像作為數(shù)據(jù)源，(2)地形圖作為數(shù)據(jù)源，(3)地面實測記錄作為數(shù)據(jù)源，(4)數(shù)據(jù)源決定收集方法。數(shù)據(jù)點的收集密度和采集點的選擇決定了DEM的精度。17、DEM數(shù)據(jù)收集、數(shù)字攝影測量：使用具有自動錄制設(shè)備的立體或立體坐標、分析繪圖儀和數(shù)字攝影測量系統(tǒng)進行手動、半自動或全自動測量。其原理是以攝影圖為基礎(chǔ)，使用測量儀測量。數(shù)字化現(xiàn)有地圖：數(shù)字化現(xiàn)有地圖(例如等高線)中的信息。地面測量：使用自動記錄的測距經(jīng)緯儀進行野外測量?？臻g傳感器：使用GP

7、S將雷達和激光測高結(jié)合起來收集數(shù)據(jù)。18，數(shù)字攝影測量采樣點選擇，沿等高線采樣：主要用于山區(qū)采樣。規(guī)則網(wǎng)格采樣：按直接生成規(guī)則矩形網(wǎng)格的DEM數(shù)據(jù)的規(guī)則矩形網(wǎng)格進行采樣。漸進式采樣：根據(jù)地形合理分布采樣點。這意味著平面區(qū)域采樣點較少，地形復(fù)雜區(qū)域采樣點較多。選取取樣：根據(jù)地形圖征取樣，例如沿山脊線、山谷線等取樣?；旌先?。注意：所有收集的數(shù)據(jù)都必須根據(jù)特定的空間插值方法轉(zhuǎn)換為點模式格式數(shù)據(jù)。19，DEM生成，方法：1，人工柵格方法2，三角網(wǎng)3，立體雙法4，曲面拼寫5，等值線插值，20，人工柵格方法，將柵格應(yīng)用于地形圖，按柵格讀取中心點，或，21，三角網(wǎng)方法，對于有限離散點，每個相鄰點都有三角形

8、連接，每個三角形表示局部平面。然后，可以根據(jù)每個平面方程式計算每個網(wǎng)格點的高程，以產(chǎn)生DEM。22，構(gòu)造三角形的要求必須確保每個三角形的銳角三角形或三條邊的長度幾乎相等，以避免產(chǎn)生過大的鈍角和過小的銳角。23，角度判斷法設(shè)定不規(guī)則三角網(wǎng)。已知三角形的兩個頂點后，使用馀弦定理計算備用第三個頂點的三角形內(nèi)部角度大小，并選擇與最大點對應(yīng)的點作為三角形的第三個頂點。，分割原始資料，擷取已處理三角形的相鄰點。24，C1，C2，C3，確定第一個三角形，c表示三角形的第三個頂點，a，b，25，向外延伸處理：如果頂點向外延伸至P1(X1，Y1)、P2(X2，Y2)、P3(X3，Y3)三角形的P1P2面，則必須

9、選取線P1P2和P3另一側(cè)上的點。p1，28，立體相雙法，資料與張超主編的地理信息系統(tǒng)教程配套的CD，29，根據(jù)曲面拼字，有限離散點的高程，使用多項式或云形線函數(shù)取得擬合公式，并逐個計算每個點的高程，以取得擬合DEM?？梢苑从痴麄€地形，但局部誤差很大?？煞指睿喝謹M合：基于研究區(qū)域內(nèi)所有采樣點的觀測值創(chuàng)建趨勢曲面模型。其特征是不反映插值區(qū)域內(nèi)的局部特征。局部擬合：使用相鄰數(shù)據(jù)點估算未知點的值，以反映局部要素。30、等高線內(nèi)插、31，3，DEM應(yīng)用程序，1，基于DEM的信息提取2，等高線繪制3，基于DEM的可視化分析，1，3D景觀2，數(shù)字城市和虛擬現(xiàn)實3，DEM DLG，屬性RDB，35，數(shù)字深

10、圳，36，3D建筑，37、DEM DOM DLG、38，交通行業(yè)：數(shù)字道路，(交通部道路調(diào)查另：42，計算坡向角度，坡向QO和X軸之間的角度T為坡向，43，繪制坡度和坡向圖表，通常使用3*3的柵格窗口在DEM數(shù)據(jù)矩陣中執(zhí)行連續(xù)移動計算。44、繪制等高線、在柵格DEM中自動繪制等高線、1、追蹤等高線、使用DEM矩形柵格點的高程內(nèi)插柵格邊上的等高線點以及對齊這些等高線點。2、繪制平滑等高線、其他加密等高線點和平滑曲線。、45，剖面分析，1)意義：經(jīng)?？梢杂镁€代替，研究區(qū)域的地形形態(tài)、輪廓形狀、地形變化、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、傾斜特征、表面切割強度等。在地形剖面上復(fù)疊其他地理變數(shù)(例如坡度、土壤、植物和土地使用

11、狀況)，可以為土地使用規(guī)劃、工程線選取、工址選取等提供決策準則。2)可以繪制，并可以在柵格DEM或三角網(wǎng)DEM上執(zhí)行。知道兩點的坐標A(x1，y1)、B(x2，y2)后，可以求出兩點連接和三角網(wǎng)或三角網(wǎng)的交點，并內(nèi)插交點的高程和每個交點之間的距離。然后使用選定的垂直和水平比例尺按距離和高程繪制剖面。截面視圖不一定要沿直線繪制，也可以沿曲線繪制。46，基于DEM的可視化分析，視覺分析是以一個點為視角研究一個地區(qū)一般情況的地形分析。方法：使用A，O作為觀察點，確定柵格DEM或三角網(wǎng)DEM上的每個點是否可見。視覺分配為1，視覺分配為0。這將形成屬性值為0和1的柵格或三角網(wǎng)。對此，以值0.5跟蹤等值線。也就是說，您可以獲得以O(shè)為視點的通關(guān)。b，以觀測點O為軸，以特定方位角間隔計算所有方位角線0360