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第七章
数字地形模型及其应用
概述
Dem主要模型
Dem模型之间的转换
Dem建立
Dem分析及应用
Dem分析
地形因子的提取
水文分析
三维分析
第七章
数字地形模型及其应用
数字地形模型(DTM)是20世纪50年代由美国MIT摄影测量试验室主任米勒()首次提出,并用其成功地解决了道路工程中土方估算等问题。此后它被用于各种线路选线(铁路、公路、输电线等)的设计以及各种工程的面积、体积、坡度计算,任意两点间的通视判断即任意断面图绘制。在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体***图,制作正射影像图以及地图的修测。DTM是地理信息系统的基础数据,可用于土地利用现状的分析、合理规划和洪水险情预报等。在军事上可用于导航、作战电子沙盘等。
第一节数字高程模型的概念和表示
一、DTM和DEM的概念
DTM 是描述地形表面形态空间位置和地形属性分布的有序数值阵列。DTM以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。
数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型(DEM)。被描述的地形属性还可是地理空间上的污染负荷量、绿化率、降雨量、气温、人口密度等。DEM是DTM的子集,是DTM的一个特例。
第一节数字高程模型的概念和表示
二、DEM的表示法
区域地表高程模型可以采用多种方法表达,如下图所示。
DEM表示方法
数学方法
整体
局部
傅立叶级数
高次多项式
规则数学分块
不规则数学分块
图形法
点数据
线数据
规则
不规则
典型特征
密度一致
密度不一致
三角网
邻近网
山峰、洼坑
隘口、边界
水平线
垂直线
典型线
山脊线
谷底线
海岸线
坡度变换线
DEM的表示方法
第一节数字高程模型的概念和表示
2. 图形方法
(1)线模式
等高线是表示地形最常见的形式,其地形特征线也是表达地面高程的重要信息源,如山脊线、谷底线、海岸线及坡度变换线等。
(2)点模式
用离散采样数据点建立Dem是DEM建立的常用方法之一。
数据采样密度可以一致,也可以不一致;
可以不规则采样,或规则采样
地理信息系统中,DEM最主要的三种表示模型:
1)规则格网模型
2)等高线模型
3)不规则三角网模型
第一节数字高程模型的概念和表示
1)规则格网模型
DEM最普通的形式是高程矩阵或规则矩形格网(GRID)
规则网格通常是正方形、矩形、三角形等规则网格。
规则网格将区域空间切分为规则的格网单元,每一个格网单元对应一个数值。
数学上可以表示为一个矩阵,在计算机实现中则是一个二维数组。
每个格网单元或数组的一个元素对应一个高程值。
1)规则格网模型
对于每个格网的数值有两种不同的解释:
第一种是格网栅格观点
第二种是点栅格观点
1)规则格网模型
优点:
很容易用计算机进行处理
很容易的计算等高线、坡度、坡向、山体阴影、自动提取流域地形。