数字高程模型_DEM_的构建及其应用

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8、DEM的建立及应用

二、 DEM内插方法
移动曲面内插方法多面函数内插法有限元内插方法数字高程模型的精度及存储管理
• 数字高程模型的建立过程
不规则分布点
规则分布
等高线分布
4
3
2
11
(0,1)
(1,1)
y
4 z
3 (0,1)
2 (1,1)
5
0
1 x
• ＤＥＭ内插方法分类
规则分布内插
数据分布
不规则分布内插等高线数据内插
1．地面测量：利用测量仪器在野外实测
野外测量：全站仪、GPS、移动测绘系统特点：精度高、效率较低适合范围：小范围数据采集
• 数据获取方法
2．现有地图数字化：用数字化仪对已有地图上的信
息，进行数字化的方法。手扶跟踪数字化仪;扫描数
字化仪。
数字化设备：数字化仪、扫描仪
特
点：范围大，速度慢
使用范围：大面积数据采集
能较好地顾及地貌特征点、线，表示复杂地形表面比矩形格网精确。缺点是数据量较大，数据结构较复杂，使用与管理也较复杂。
• 数据获取
为了建立DEM，必需量测一些点的三维坐标，被量测三维坐标的这些点称为数据点。
数据采集是DEM的关键问题，数据的采集密度和采样点的选择决定DEM的精度。
• 数据获取方法
Z3 4
Z4
S
4
单像修测
•进行单幅影像空间后方交会，确定影像的方位元素量测像点坐标（x，y），取一高程近似值Z。将(x，y)与Z。代入共线方程，计算出地面平面坐标近似值（X１，Y１）由（X１，Y１）及DEM内插出高程Z１
单像修测示意图
外方位元素
（x,y)

DEM数字高程模型

概述：DEM旳点模式表达
高程矩阵(规则矩形格网)，与栅格地图相同。 ●表达措施：将区域划提成网格，统计每个网格旳高程； ●线模型到高程矩阵旳转换。 ◆优点：计算机处理以栅格为基础旳矩阵很以便，使高程矩阵成为最常见旳DEM； ◆缺陷：在平坦地域出现大量数据冗余；若不变化格网大小，就不能适应不同旳地形条件；在视线计算中过分依赖格网轴线。
概述：建立DEM旳目旳
1）作为国家地理信息旳基础数据； 2）土木工程、景观建筑与矿山工程规划与设计； 3）为军事目旳而进行旳三维显示； 4）景观设计与城市规划； 5）流水线分析、可视性分析； 6）交通路线旳规划与大坝选址； 7）不同地表旳统计分析与比较； 8）生成坡度图、坡向图、剖面图、辅助地貌分析、估计侵蚀和径流等； 9）作为背景叠加多种专题信息如土壤、土地利用及植被覆盖数据等，以进行显示与分析； 10）与GIS联合进行空间分析； 11）虚拟现实(Virtual Reality)；另外，从DEM还能派生下列主要产品：平面等高线图、立体等高线图、等坡度图、晕渲图、通视图、纵横断面图、三维立体透视图、三维立体彩色图等。
等高线插值法
三、DEM旳应用
概述应用： 1、三维景观 2、数码城市和虚拟现实 3、DEM在工程上旳应用应用算法： 1、基于DEM旳信息提取 2、等高线旳绘制 3、基于DEM旳可视化分析
三维景观
数码城市和虚拟现实
City Model
Attribute RDB
DOM
DEM
DLG
数码深圳
3D 建筑
空间插值措施转换成点模式格式数据。
DEM旳生成
措施： 1、人工格网法 2、三角网法 3、立体像对法 4、曲面拟正当 5、等值线插值法
人工格网法

如何处理地形图中的等高线数据

如何处理地形图中的等高线数据地形图是描绘地球表面地形特征的图形表现方式之一。

而等高线数据则是地形图中的重要组成部分。

等高线是指连接相同高度点的曲线，它们反映了地形在垂直方向上的变化。

处理地形图中的等高线数据是地图学、地理学和地质学领域的重要课题，具有广泛的应用价值。

本文将介绍一些常见的处理等高线数据的方法和技巧。

1. 传统的等高线数据处理方法传统的等高线数据处理方法主要包括手工绘制、数字化绘制和计算机处理等。

手工绘制需要高度技术要求和丰富的地理知识，而且效率低下。

数字化绘制则使用专业绘图仪器将地形图上的等高线进行逐一测量和记录，然后输入计算机进行数据处理。

这种方法虽然比手工绘制更快速，但依然存在一定的局限性。

计算机处理方法则广泛运用于当前的地图制作和地理信息系统中，可以对大规模的等高线数据进行自动处理和分析。

2. 数字高程模型（DEM）的应用数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）是通过一定的数学算法将地形图上的等高线数据转化为数字化的高程数据。

DEM可以提供更精确、更全面的地形信息，用于分析地势起伏、坡度和坡向等地形特征。

DEM数据可以通过航空摄影、卫星遥感或LIDAR技术获取，具有较高的精度和空间分辨率。

3. 等高线数据的分析与应用处理等高线数据的目的是为了更好地理解和利用地形信息。

在地图学领域，等高线数据可以用于绘制等高线图，帮助人们直观地了解地形起伏和地貌特征。

在地理学和地质学领域，等高线数据可以用于分析和研究地形演化、地质构造和地下水资源等方面的问题。

此外，等高线数据还可以应用于灾害预防和土地利用规划等工作中，提供决策支持和风险评估。

4. 等高线数据的平滑处理由于地形的复杂性和测量误差的存在，等高线数据经常存在噪声和不连续的问题。

针对这些问题，可以采用平滑处理方法对等高线数据进行修正和优化。

常见的平滑处理方法有滑动平均、高斯平滑和曲线拟合等。

平滑处理可以提高数据的可视化效果和分析准确性，但需要注意不能过度平滑，以免丢失地形信息。

数字高程模型_DEM_在黄土高原研究中的应用与展望_李发源

数字高程模型（ＤＥＭ）　在黄土高原研究中的应用与展望＊李发源　中国科学院成都山地灾害与环境研究所成都６１００４１　南京师范大学地理科学学院南京２１００９７　摘要：作为地理信息系统（ＧＩＳ）空间数据库中最重要的组成部分之一，ＤＥＭ已在地学空间三维模型构建与地学空间分析中得到广泛的应用。

但是，　ＤＥＭ不仅仅是单纯的地形数据库，更应作为一种地学分析的新方法。

ＤＥＭ分析方法的引入，给黄土高原研究带来了新的理念和思路。

如基于ＤＥＭ的黄土高原流域特征地貌的提取及分析、土壤侵蚀模型的校正等都取得了很好的效果，同时，产生了一些新的概念，如黄土高原地面坡谱等。

初步研究表明，坡谱是利用微观地形指标来反映宏观地形特征的有效方法，对它的研究旨在探索黄土高原地貌研究的新方法，也是为解决地理学界长期争论不休的基本自然地理单元的尺度问题的一次尝试。

　关键词：数字高程模型黄土高原应用地面坡谱　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ＧＩＳ　ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａｂａｓｅ，　ＤＥＭ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｗｉｌｄｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｅｏ－ｓｐａｔｉａｌ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｇｅｏ－ｓｐａｔｉａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ．　Ｎｏｗ　ｉｔ　ｉｓ　ｒｅｇａｒｄｅｄ　ｔｈａｔ　ＤＥＭ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ａ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａｂａｓｅ，　ｂｕｔ　ａ　ｎｅｗ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｇｅｏ－ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ．　ＤＥＭ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔａｋｅｓ　ｎｅｗ　ｉｄｅａｓ　ａｎｄ　ｔｈｉｎｋｉｎｇ　ｏｆ　Ｌｏｅｓｓ　Ｐｌａｔｅａｕ　ｒｅｓｅａｒｃｈ．　Ｆｏｒ　ｅｘａｍｐｌｅ，　ｉｔ　ｉｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｔｈａｔ　ＤＥＭ　ｂａｓｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒｓｈｅｄ　ｇｅｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｌｏｅｓｓ　Ｐｌａｔｅａｕ，　ａｎｄ　ｒｅｖｉｓｉｎｇ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｅｒｏｓｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ，　ｗｈｉｌｓｔ，　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｓｌｏｐｅ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．　Ｐｒｉｍａｒｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｓｌｏｐｅ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｉｓ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｗａｙ　ｏｆ　ｕｓｉｎｇ　ｍｉｃｒｏｃｏｓｍｉｃ　ｔｅｒｒａｉｎ　ｉｎｄｅｘ　ｔｏ　ｒｅｆｌｅｃｔ　ｇｒａｎｔ　ｔｅｒｒａｉｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ．　Ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ａｐｐｌｙｉｎｇ　ｉｎ　ｇｅｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ａｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｔｏ　ｒｅｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｓｃａｌｅ　ｏｆ　ｂａｓｉｃ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｇｅｏｇｒａｐｈｙ　ｕｎｉｔ　ｔｈａｔ　ｂｅｅｎ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｆｏｒ　ａ　ｌｏｎｇ　ｔｉｍｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ＤＥＭ；ＤＥＭＬｏｅｓｓ　ＰｌａｔｅａｕａｐｐｌｙｉｎｇＳｌｏｐｅ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　１．　前言　数字高程模型（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌｓ，ＤＥＭ）是地球自然表面的数字表示，是地理信息系统地理数据库中最为重要的空间信息资料和赖以进行地形分析的核心数据系统。

ArcGIS之数字高程模型(DEM)分析

•
数学意义上的数字高程模型是定义在二维空间上的额连续函数 H=F（X，Y）
•
当ζ为正方形格网是，这时的DEM称为基于格网的DEM（Grid based on DEM）
•
当ζ为为三角形时，这时实质上是用互不交叉、互不重叠的连接在一起的三角形网络逼近表面，这时的DEM称为基于不规则三角网的DEM（Irregular Triangulated NetWork Based DEM， TIN based DEM）
所有点的自然邻域都与邻近 Voronoi（泰森）多边形相关。最初， Voronoi 图由所有指定点构造而成，并由橄榄色的多边形表示。然后会在插值点（红星）周围创建米色的新 Voronoi 多边形。这个新的多边形与原始多边形之间的重叠比例将用作权重。
•
2 高程内插（栅格插值）
•
除了将使用 Delauney 三角测量识别和加权用于插值各像元表面值的数据点（与在 TIN 中一样），自然邻域法插值与反距离权重法插值相同。与其他插值方法相比，自然邻域法插值能够可靠地处理更大的数据集。（左：自然邻域发法，右：IDW插值法）
•
•
•
4 等高（值）线创建与编辑
•
•
控制等值质量：
所创建等值线的轮廓可能会呈方形或不均匀，看起来犹如沿着栅格像元的边界。出现这种情况可能是因为各栅格的值为整数且恰好落在等值线上。这并不是个问题，该等值线不过是原样呈现数据而已。如果希望等值线更平滑，可行的方法包括对源数据进行平滑处理或调整起始等值线。1000 1000.001 等值线注记：
3 创建TIN
•
用于表面建模的 TIN 应使用投影坐标系构造。不建议使用地理坐标系，因为当以角度单位表达 XY 坐标时无法确保 Delaunay 三角测量，并且基于距离的计算（如坡度、体积和视线分析），可能会产生令人误解或不正确的结果。从多种矢量数据源，可以是点、线、面要素一种或几种组合

dem的生成与应用原理

DEM的生成与应用原理1. DEM的概述DEM（Digital Elevation Model，数字高程模型）是由地面数字图像计算出的地理高程数据。

它通过数学模型和计算机算法将地面表面上的高程信息以数字化的形式表示出来。

DEM非常重要，它可以应用在地形分析、流域模拟、地质勘探等领域。

2. DEM的生成方法以下是一些常见的DEM生成方法：2.1 光学遥感技术光学遥感技术利用卫星或航空器上的传感器获取地面的图像数据，然后通过数字影像处理算法提取出地表的高程信息。

2.2 激光雷达遥感技术激光雷达遥感技术是一种利用激光束测量地面高程的技术。

激光雷达器发射激光束，然后接收反射回来的激光束，通过计算激光束的飞行时间来推算地面的高程。

2.3 雷达遥感技术雷达遥感技术通过发射微波信号，接收回波，并通过信号处理来得到地面的高程信息。

2.4 GPS测量技术GPS测量技术利用全球定位系统（GPS）接收卫星信号并计算接收机位置，通过多个接收机之间的位置差异来推算地面高程。

3. DEM的应用DEM在地理信息系统（GIS）和地形分析中有广泛的应用。

以下是DEM的一些主要应用：3.1 地形分析DEM可以用来进行地形分析，包括地形剖面、坡度分析、坡向分析等。

这些分析可以帮助我们了解地面的地形特征，例如山脉、河流、凹陷区等。

3.2 流域模拟DEM可以用于模拟流域的水文过程，例如降雨径流模拟、洪水模拟等。

通过将DEM与气象数据和水文模型结合，可以分析流域的水文特征，预测洪水的产生和演变。

3.3 地质勘探DEM可以用于地质勘探，帮助判断地形特征与地质结构的关系。

通过分析DEM数据，可以找到可能的矿产资源区域、断层区域等。

3.4 地图制作DEM在地图制作中也起到了重要的作用。

由于DEM提供了地面高程信息，可以用来生成等高线图、三维地形模型等。

3.5 地貌研究DEM可以帮助地貌学家研究各种地貌现象，例如：山地地貌、河流地貌、冰川地貌等。

dem应用案例

dem应用案例DEM（数字高程模型）是一种基于数字技术生成的地形模型，它利用地理空间数据进行三维可视化，可以提供三维网格数据、数字图像以及地形功能分析。

DEM应用案例多种多样，以下就几个比较典型的案例进行介绍。

一、DEM在土地利用规划中的应用中国自然资源部、国土资源部共同发布的土地利用现状分类标准中，要求使用降尺度方法将Landsat TM遥感影像数据制作成1:10万或更小比例尺的土地利用现状数据和土地覆盖数据，而DEM便是实现此任务的重要工具之一。

DEM可用于生成坡度、坡向、高程、流域等空间分析用的参数，而这些数据的加入有助于土地利用规划的有效实现。

DEM在土地利用规划中的应用，能够实现可视化的、多维度的数据展示，使规划人员在规划过程中更好的把握地形、水力等信息，拓展规划的视野。

二、DEM在城市规划中的应用DEM可以较为清晰的反映城市地面地形的真实情况。

地形地貌是影响城市规划的重要要素之一，采用DEM计算高程、坡度、水路网络、土地利用等数据，可对城市规划、道路规划、变电站选址等工作提供科学的数据支撑。

DEM在城市规划中的应用，亦可辅助城市市政工程的调查及设计。

比如，在提升城市道路的排水能力时，创建DEM的高程数据、坡度数据，可为相关工程提供高效准确的参考。

三、DEM在农业生态方面的应用DEM可结合其他生态地理信息系统，利用空间分析技术，分析土地的适宜程度，提高耕地的利用效率。

农业生态信息系统的生成过程中，可通过DEM生成数字高程模型，根据高程地形、坡度、坡向、景观指数及生态因素、气象因素等，模拟群落/植被生态系统等生态过程，为农业生态平衡提供有力支持。

因此，DEM在农业生态方面的应用不仅可以确保水土保持、防止水土流失，减轻农作物的生育过程；同时可以在节约资源的基础上使整个饲养产业生态化和科学化。

总之，DEM具有广泛的应用领域，它能够帮助相关领域的研究人员有效地探索数据之间的关系，并进行更准确的预测。

如何进行数字高程模型的制作和应用

如何进行数字高程模型的制作和应用导言：数字高程模型（DEM）是一种用数字方式来描述地球表面地形变化的方法。

它在地理信息系统（GIS）和地形分析等领域被广泛应用。

本文将讨论数字高程模型的制作方法，并探讨其在土地规划、水文模拟和地质研究等方面的应用。

一、数据收集和处理数字高程模型的制作首先需要数据的收集。

常用的数据源包括航空摄影、卫星影像和地面测量。

航空摄影和卫星影像可以通过影像解译技术获得地形信息，而地面测量则需要使用全球定位系统（GPS）等设备。

这些数据必须进行预处理，包括去除噪声、纠正畸变和分辨率调整等。

此外，还需要考虑不同数据源之间的配准和定位。

二、网格化与插值算法在获得地形数据之后，需要将其转化为数字高程模型。

网格化是一种常用的方法，将地形数据划分为规则的栅格单元。

在网格化的过程中，选择合适的单元大小和分辨率非常重要。

过小的单元将导致模型过于复杂，而过大的单元则会丢失细节。

插值算法是生成数字高程模型的关键步骤之一。

插值算法可以将有限的地形数据点扩展到整个区域，并估计未知点的高程值。

最常用的插值算法包括克里金插值、反距离加权插值和三次样条插值。

选择合适的插值算法需要考虑数据的分布和特性。

三、DEM的应用1. 土地规划数字高程模型在土地规划中起到至关重要的作用。

它可以帮助规划者了解地形特征，包括坡度、坡向和水流方向等。

基于DEM的土地规划可以合理布局建筑物、道路和排水系统，提高土地的利用效率和环境可持续性。

2. 水文模拟数字高程模型在水文模拟中广泛应用。

它可以模拟水流的路径和速度，预测洪水的发生概率和影响范围，提供洪水风险评估和防灾决策支持。

此外，数字高程模型还可以用于分析流域的土壤侵蚀风险、河道的侵蚀和沉积等水文问题。

3. 地质研究数字高程模型对地质研究的意义不容忽视。

它可以帮助地质学家了解地表和地下的地貌特征，预测地震破坏的程度和地质灾害的风险。

数字高程模型还可以用于找寻矿产资源、勘探石油和天然气等地质资源。

WorldWind系列十三：地形数据(DEM)加载和应用(入门篇)

WorldWind系列十三：地形数据（DEM）加载和应用（入门篇）来源：博客园作者：无痕客学习WW中DEM的加载和应用对于基于WW搞三维GIS插件开发很重要。

我一直也想关注和搜集相关学习资料，之前没有开始研究它，主要是自己没能在WW看到高程应用功能，感觉没法切入。

我昨天下午和今天上午的时间就花在找研究切入点啦！实质上就是找如何在WW 查看高程的功能。

（现在回想一下，感觉浪费时间了，还是因为我对WW的功能没能完全知道）我在开始学习DEM加载和应用前，我主要参看了CSDN上的博文——《庆贺，绘制出World Wind的LOD地形网格》（/paul_xj/archive/2007/08/29/1763585.aspx），相信研究WW 的人都应该看过这篇和他的三篇学习总结。

我也看过研究过好多遍，结合自己的学习，每遍拜读都有些收获。

他的文章关注度很高，绝对是WW初学者的起航灯塔。

但是，我对上面提到的《绘制出World Wind的LOD地形网格》几乎要全文否定。

我不希望网友以该文为标准来学习WW 的地形网格（即DEM加载应用），因为我原本也是很相信他说的，按他说的去做的，事实不是那样的，相信他也是刚入门时写下的，很多DirectX的东西理解也不是很深刻的。

所谓的绘制出LOD地形网格有问题！怎么能将DirectX三维渲染与GIS中DEM混为一团？！地形图包括地物和地貌。

而地貌主要体现在等高线上，在三维中体现为DEM应用（数字高程模型）！上面博客中讲到的构建地形网格只是将DirectX的面渲染改为线渲染，这还是平面级别的，根本没有体现高程，怎么就是地形网格啦？！从DirectX三维技术角度讲，也是有问题的：DX中面渲染和线渲染存储点的方式是不同的，因为WW中使用LOD模型各层要渲染的面很多且相邻，所以简单更改渲染方式没能看出影响。

但如果你绘制单个面然后更改为线性渲染，就会看出问题啦!这还是平面级别上面，面渲染改为线渲染会出现问题，如果是三维物体（立方体）如果简单改为线渲染，问题更明显！（你学过DirectX后，试一下就知道啦！）至于博客中说到的：“按下…Ctrl+W‟出来的网格，是什么空中网格”，只是简单地操作，放大后看到后面是“天空”，就认为是什么空中网格，这真是典型的形而上学啦！真正学习过三维开发的人都会知道:为了提高效率，三维渲染只是渲染可视的前一面，不被看到的面统统隐去（不渲染）。

高保真数字高程模型构

高保真数字高程模型构全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：高保真数字高程模型是一种用于精确测量地表形状及地形起伏的技术。

它通过采集包括高程、坡度等数据，来呈现出地理地貌的真实状态。

在各种领域的应用中，高保真数字高程模型能为科研、规划设计、自然灾害监测等提供可靠的数据支持。

本文将介绍高保真数字高程模型构建的方法及其在不同领域中的应用。

一、高保真数字高程模型的构建方法1. 数据获取构建高保真数字高程模型的第一步是采集地形数据。

地形数据可以通过激光雷达、卫星遥感、GPS测量等手段获取。

激光雷达技术是目前应用最广泛、精度最高的一种方法，它通过激光束在地面上反射后的时间差来计算出地表高程信息。

通过多次激光扫描，可以获取地表各个点的高程数据，从而构建出数字高程模型。

2. 数据处理在获得地形数据后，需要对数据进行处理，包括数据清洗、滤波、插值等操作。

数据清洗是为了消除不准确或错误的数据点，确保模型的准确性；滤波则可以去除数据噪声，提高模型的平滑度；插值则可以根据已知点的高程信息，推算出未知点的高程值，以实现高程数据的连续性。

3. 建模在数据处理完成后，就可以开始构建高保真数字高程模型。

建模的过程中，需要选择适当的模型算法，如插值算法、多项式拟合算法等，根据实际需求调整参数，生成地表的数字高程模型。

建模过程中要考虑地形变化的规律性，确保模型的准确性和可靠性。

二、高保真数字高程模型的应用1. 地貌研究在地貌研究领域，高保真数字高程模型可以用于分析地表形貌、地形起伏，探究地貌演化的过程。

通过数字高程模型，可以量化分析地面的高程变化，提取地形特征，研究地貌的形成机制和演变规律。

2. 地质勘查在地质勘查中，高保真数字高程模型可以用于地下资源的勘探与评价。

通过数字高程模型，可以快速准确地勘查地表地下的地形特征，帮助勘查人员确定矿藏分布、地下水资源等地质信息，实现精准勘查。

3. 土地规划在城市规划和土地利用规划中，高保真数字高程模型可以用于评估土地的适宜性和利用潜力。

DEM原理与应用

如果在地形剖面上叠加其它地理变量，例如坡度、土壤、植被、土地利用现状等，可以为土地利用规划、工程选线和选址等的提供决策依据。
(2) 绘制:
可在格网DEM或三角网DEM上绘制剖面图。
已知两点的坐标A(x1，y1)， B(x2，y2)，则可求出两点连线与格网或三角网的交点，并内插交点上的高程，以及各交点之间的距离。然后按选定的垂直比例尺和水平比例尺，按距离和高程绘出剖面图。
GIS
3.1 地形因子计算
(1) 坡度与坡向
坡度定义为地表单元的法向与Z轴的夹角，即切平面与水平面的夹角。坡向定义为地表单元的法向量在水平面上的投影与X轴之间的夹角。通常使用3×3窗口，窗口在DEM高程矩阵中连续移动后，完成整幅图的计算。
e5 e1 e8 e2 e e4 e6 e3 e7
13
GIS (2) 表面积
14
数字高计算三角形的表面积使用海伦公式：程模型的原 (3) 投影面积理投影面积是指地表区域正射投影在水平面上的面积。可以直接采用海与伦公式求解，而更简单的方法是根据梯形法则。如果一个多边形由顺 N个点(Xi,Yi)(i＝1，2，3，…，N)组成，且第N个点与第1个应序排列的点相同，则投影面积的计算公式为：用
剖面图不一定必须沿直线绘制，也可沿一条曲线绘制。
GIS
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数字高程模型的原理与应用
杆塔1212－1213剖面图
GIS 3.3 通视分析
19
数字高程模型的原理与应用
通视分析是指以某一点为观察点，研究某一区域通视情况的地形分析。
方法： a、以O为观察点，对格网DEM或三角网DEM上的每个点判断通视与否，通视赋值为1，不通视赋值为0，则可形成属性值为0和1的格网或三角网，然后以0.5为值追踪等值线，即得到以O为观察点的通视图。 b、在观察点O以一定的方位角间隔算出0～360°的所有方位线上的通视情况。对于每条方位线，通视的地方绘线，不通视的地方断开，或相反。这样可得出射线状的通视图。

浅谈DEM模型的建立及在测绘中的应用

浅谈DEM模型的建立及在测绘中的应用本文介绍数字高程模型的建立及在测绘中的应用标签数字地面模型（DTM）；数字高程模型（DEM）；不规则三角网（TIN）一、概述数字地面模型DTM（Digital Terrain Model），最初是美国麻省理工学院Miller 教授为了高速公路的自动设计于1956年提出来的。

此后，它被用于各种线路（铁路、公路、输电线路等）的设计及各种工程的面积、体积、坡度的计算，任意两点间可视性判断及绘制任意断面图。

在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图，制作正射影像图与地形图的修测等。

它也是地理信息系统的基础数据。

数字地面模型DTM是地形表面形态等多种信息的一个数字表示。

严格地说，DTM是定义在某一区域D上的m维向量有限序列：﹛Vi,i=1,2,…,n﹜，其向量Vi=(Vi1,Vi2,…,Vin)的分量为地形（（Xi,Yi,Zi）,(Xi,Yi)∈D）、资源、环境、土地利用、人口分布等多种信息的定量或定性描述。

DTM是一个地理信息数据库的基本内核，若只考虑DTM的地形分量，我们通常称其为数字高程模型DEM （Digital ElevainModel），其定义如下：数字高程模型DEM是表示区域D上地形的三维向量有限序列：﹛Vi,= Xi,Yi,Zi﹜，i=1,2,…,n),其中(Xi,Yi)∈D是平面坐标，zi是（Xi,Yi)对应的高程。

在实际测绘应用中，许多人习惯将DEM称为DTM，实际上它们是不完全相同的。

DEM有多种表示形式，主要包括规则矩形网格与不规则三角网。

二、数字高程模型的数据获取为了建立DEM，必须测量一些点的三维坐标，这就是DEM数据采集或DEM 数据获取。

被量测的这些点称为数据点或坐标点。

DEM数据点的采集方法主要有以下几种：1、地面测量这是测绘中最常用的DEM点采集方法，利用自动记录的全站仪在野外实测三维坐标点，这种仪器一般都有微处理器，它可以自动记录与显示有关数据，还能进行多种测站上的计算工作。

如何进行数字高程模型生成与应用

如何进行数字高程模型生成与应用数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是一种地理信息科学中常用的数字地形模型，用于描述地球或其他天体表面的海拔高度变化。

它广泛应用于地理学、地质学、水资源管理、城市规划等领域。

本文将探讨如何进行数字高程模型的生成与应用。

一、数字高程模型的生成数字高程模型的生成可以通过多种手段完成，包括地面测量、遥感技术和光学三角测量等。

1.地面测量地面测量是最简单直接的生成DEM的方法之一。

它通常使用全站仪、GPS等仪器来测量地面各点的坐标和高程，并通过数学计算得到地面的高程模型。

这种方法适用于区域较小、精度要求较高的情况，比如小规模工程测量。

2.遥感技术遥感技术是通过获取卫星或航空器上的传感器所采集的遥感图像数据，通过数学模型将图像转换为高程信息。

遥感技术可以分为光学遥感和雷达遥感两种。

光学遥感主要利用卫星传感器获取地表的光谱信息，经过影像处理和数字化技术，可以得到地表高程信息。

常见的光学遥感卫星包括Landsat、SPOT等。

雷达遥感利用微波的反射和散射特性，获取地表特征信息，可以穿透云层等干扰，适用于各种天气条件下的高程模型生成。

常见的雷达遥感卫星包括SRTM、TerraSAR-X等。

3.光学三角测量光学三角测量是利用测绘仪器对地面点进行水平和垂直角度的测量，进而计算出地面高程的方法。

这种方法适用于小范围的高程模型生成，比如建筑物的测绘。

二、数字高程模型的应用数字高程模型作为地理信息的重要组成部分，具有广泛的应用价值。

1.地形分析与地质研究数字高程模型可以通过分析地表的高程变化和地形特征，揭示出地形演化的规律和地质构造的特点。

例如，通过DEM可以研究山区的侵蚀过程、河流的侵蚀速率等地表地貌变化现象。

2.水资源管理与洪涝预测数字高程模型可以用于模拟流域的地貌特征、河流水网络、水库分布等，进而对水资源进行管理和规划。

同时，基于DEM可以进行洪涝预测，通过分析地表的高程信息和降雨数据，预测洪水的泛滥范围和深度，为防洪工作提供科学依据。

数字高程模型的生成与应用

数字高程模型的生成与应用数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是一种用来表示地理空间位置的数字模型。

它以地表以上的点的高度数据为基础，构建了地表的三维模型。

数字高程模型有着广泛的应用，包括地形分析、水文模拟、城市规划等多个领域。

数字高程模型的生成是一个复杂的过程，需要利用遥感技术来获取高度数据。

目前常用的遥感数据包括航空摄影和激光雷达扫描。

航空摄影通过飞机或无人机搭载相机进行拍摄，然后利用图像处理技术提取高度信息。

激光雷达扫描则是利用激光束扫描地面，通过接收反射回来的激光信号来获取地形数据。

在生成数字高程模型之前，需要对原始数据进行处理和校正。

这个过程包括去除噪声、纠正图像畸变等。

然后，可以利用插值算法将离散的高度数据转化为连续的高程模型。

常用的插值算法有反距离加权插值法、三角剖分插值法等。

这些算法可以根据离散点的高度信息推算出其他地点的高度。

数字高程模型的应用十分广泛。

首先，地形分析是数字高程模型最常见的应用之一。

通过对高程模型进行分析，可以得到地形的各个方面的信息，如山脉、河流、河谷等。

这对于地理学研究、地质勘探等都有着重要的作用。

其次，数字高程模型在水文模拟中也有着重要的应用。

通过将降雨入渗过程、地表径流等模拟到数字高程模型中，可以模拟地表的水文过程，对洪水的形成和流动进行预测和分析。

此外，数字高程模型还可以应用于城市规划中。

通过将建筑物的三维模型与数字高程模型进行叠加，可以模拟出城市的立体效果，对城市规划和设计提供重要参考。

除了上述应用，数字高程模型还可以用于虚拟现实技术中。

虚拟现实技术通过模拟真实的环境，使用户沉浸其中。

数字高程模型作为虚拟现实中环境的基础，可以提供真实的地形数据，使用户能够更加真实地感受到模拟环境。

此外，数字高程模型也可以用于地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）中，对地理信息进行管理和分析。

DEM模型建立及在测绘中应用论文

浅谈DEM模型的建立及在测绘中的应用【摘要】本文介绍数字高程模型的建立及在测绘中的应用【关键词】数字地面模型（dtm）；数字高程模型（dem）；不规则三角网（tin）【中图分类号】tu115【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0353-02一、概述数字地面模型dtm（digital terrain model），最初是美国麻省理工学院miller教授为了高速公路的自动设计于1956年提出来的。

此后，它被用于各种线路（铁路、公路、输电线路等）的设计及各种工程的面积、体积、坡度的计算，任意两点间可视性判断及绘制任意断面图。

在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图，制作正射影像图与地形图的修测等。

它也是地理信息系统的基础数据。

数字地面模型dtm是地形表面形态等多种信息的一个数字表示。

严格地说，dtm是定义在某一区域d上的m维向量有限序列：﹛vi,i=1,2,…,n﹜，其向量vi=(vi1,vi2,…,vin)的分量为地形（（xi,yi,zi）,(xi,yi)∈d）、资源、环境、土地利用、人口分布等多种信息的定量或定性描述。

dtm是一个地理信息数据库的基本内核，若只考虑dtm的地形分量，我们通常称其为数字高程模型dem（digital elevainmodel），其定义如下：数字高程模型dem是表示区域d上地形的三维向量有限序列：﹛vi,= xi,yi,zi﹜，i=1,2,…,n),其中(xi,yi)∈d是平面坐标，zi是（xi,yi)对应的高程。

在实际测绘应用中，许多人习惯将dem 称为dtm，实际上它们是不完全相同的。

dem有多种表示形式，主要包括规则矩形网格与不规则三角网。

二、数字高程模型的数据获取为了建立dem，必须测量一些点的三维坐标，这就是dem数据采集或dem数据获取。

被量测的这些点称为数据点或坐标点。

dem数据点的采集方法主要有以下几种：1、地面测量这是测绘中最常用的dem点采集方法，利用自动记录的全站仪在野外实测三维坐标点，这种仪器一般都有微处理器，它可以自动记录与显示有关数据，还能进行多种测站上的计算工作。

DEM模型概述-第一次课

DEM数据可用于评估地震、洪水等自然灾害的风险，为灾
害防治提供决策支持。
城市规划
在城市规划中，DEM数据可用于分析城市地形条件，优化城市空间布局和基础设施建设
。
dem模型与其他模型的比较
GIS模型
DTM模型
GIS模型是一种地理信息系统，包含了DEM数据在内的多种地理信息数据，而DEM模型是GIS模型中的重要组成部分。
线性代数
用于描述经济系统中各变量之间的关系。
最优化方法
用于求解经济系统中的最优化问题，如最大利润、最小成本等。
模型的参数和变量
参数
模型中需要预先设定或已知的数值，如生产函数中的资本产出弹性、劳动产出弹性等。
变量
模型中需要求解的数值，如总产出、总成本、总收入等。
03
dem模型的构建
数据收集和处理
• 在城市扩展方面，DEM模型可以预测城市在不同发展条件下的扩展方向和规模，有助于合理规划城市发展空间，避免盲目扩张带来的环境问题和资源浪费。
• 在土地利用变化方面，DEM模型可以通过分析地形数据和土地利用现状，预测土地利用变化趋势，为土地规划和资源管理提供决策支持。
实例二：气候变化研究
• DEM模型在气候变化研究中也有广泛应用。通过建立DEM模型，可以模拟地形对气候的影响，研究地形与气流、降水、温度等气候要素之间的关系。
DTM（数字地形模型）是一个更广泛的概念，包括了DEM、TIN等多种地形表达方式，能够提供更全面的地形信息。
TIN模型
TIN（不规则三角网）模型是一种基于三角形网格的地形表达方式，与 DEM模型相比，TIN模型能够更好地表达地形细节和复杂地形结构。
02
dem模型的原理

DEM制作和表面分析

中国科学院计算技术研究所教育中心
两块等高线创建TIN，按照下面的方法，创立Tin，这不是我们需要？？？
数据位置：10dem\dgx\
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2.1两块等高线创建TIN –Tin的剪裁（中级中国科学院计算技术研究所教育中心）
使用矢量和栅格clip、split都不可以的，只有在创建Tin，加入剪裁的面，一起参与创建tin，面的参数设置，如下，使用hard clip 多边形参与tin四种方式
1. 裁切：定义插值的边界，处于裁切多边形之外的输入数据将不参与插值与分析操作。
2. 删除：定义插值的边界，与裁切多边形的不同之处在于多边形之内的输入数据将不参与插值与分析操作。
3. 替换：可对边界与内部高度设置相同值，可用来对湖泊或斜坡上地面为平面的开挖洞建模。
4. 填充：它的作用是对落在填充多边形内所有的三角形赋予整数属性值。表面的高度不受影响，也不进行裁切或删除。
TIN 通常用于表示大数据应用中的 terrain 表面，而高程点则允许不规则地分布以容纳表面中具有较大差异的各个区域，并且高程点的值和实际位置将作为结点保留在 TIN 中。
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1.3表面模型（GRID和TIN）的区别
中国科学院计算技术研究所教育中心
栅格是像元（或像素）的矩形阵列，每个栅格都存储了它所覆盖的表面部分的值。一个指定像元包含一个值，因此，表面的详细程度取决于栅格像元的大小。这两种模型各有优缺点，相比而言，GRID模型比较简单、高效，TIN模型比较精确，数据量，耗内存大。所以，一般GRID模型多用于区域性的、小比例尺的应用，而TIN模型则更常用于精细的、大比例尺的应用。
1. 等值线(Contour) 2. 坡度(Slope) 3. 坡向(Aspect) 4. 山体阴影(hillshade) 5. 视域(Viewshed) 6. 填挖方(Cut/Fill) 9.3表面分析，可以基于Tin，也可以基于Grid，基

如何使用数字高程模型进行数字地形分析

如何使用数字高程模型进行数字地形分析数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）是一种将地球表面上的地形信息以数字形式表示的技术。

它使用离散点数据来构建地形模型，通过网格或三角网的方式将地形划分为小区域，并为每个点分配地势高度值。

数字高程模型在地形分析、地质研究、城市规划等领域中广泛应用。

本文将介绍数字高程模型的构建方法，并探讨如何利用数字高程模型进行数字地形分析。

一、数字高程模型的构建方法数字高程模型的构建方法可以分为光学遥感和雷达遥感两种。

光学遥感是利用卫星、航空器等载体获取地表表面信息的一种技术。

通过卫星或航空器上搭载的光学器材，可以获取到地表的可见光、红外线等频谱信息。

利用这些信息，可以制作出地表的数码影像图，并通过图像处理技术提取出地表的高程信息。

雷达遥感是利用雷达技术获取地表表面信息的一种技术。

雷达遥感使用的是无线电波，因此可以对地表进行全天候、全时段的观测。

雷达遥感的原理是发射探测雷达波束，利用雷达波与地物相互作用的特性，测量出地表表面的反射或散射信号。

通过处理这些数据，可以得到地表的高程信息。

二、数字高程模型的应用领域数字高程模型在地形分析中有着广泛的应用。

以下将介绍数字高程模型在地图制作、水资源管理、地质灾害分析等领域中的具体应用。

1. 地图制作数字高程模型在地图制作中起着重要的作用。

利用数字高程模型可以制作出真实的三维地图，使人们可以直观地了解地表的地形特征。

同时，数字高程模型还可以用于地图的测量和量化分析，例如测量山脉的高程和坡度，分析河流的流域范围等。

2. 水资源管理数字高程模型在水资源管理中也有广泛的应用。

通过分析数字高程模型，可以确定地表的水流方向和水流速度，进而推测出地表径流和河流的蓄水量。

这对于水资源调度和水灾防治具有重要意义。

同时，数字高程模型还可以用于确定水库的最佳位置和设计水库的容积。

3. 地质灾害分析数字高程模型在地质灾害分析中也发挥着重要作用。