数字高程模型期末整理复习资料

数字高程模型期末复习资料

第一章

1.高程用来描述地形表面的起伏形态，传统的高程模型是等高线，其数学意义是定义在二维地理空间上的连续曲面函数，当此高程模型用计算机来表达时，称为数字高程模型。

2.数字高程模型的定义为：数字高程模型是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟－－模型化表达和过程模拟，Digital Elevation Model，简称DEM。

3.数字地面模型是利用一个任意坐标场中大量选择的已知X、Y、Z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示。

4.DEM和DTM的关系：DEM是DTM的子集，是DTM最基本的部分；20世纪60年代出现了地理信息系统的概念，其含义包括了DTM，在概念上取代了DTM。DTM提出后，其实际发展和应用中的内涵还主要局限于DEM，故二者的名称混淆使用，主要表示的都是DEM的概念。

5.数字地形表达的方式可以分为两大类：数学描述和地形描述

(1)数字描述：全局：傅立叶级数；多项式函数

局部：规则的分块函数；不规则的分块函数

（2）图形描述：点：不规则分布；规则分布；特征点

线：等高线；特征线；剖面图

面：影像；透视图；其他

6.模型是指用来表现其他事物的一个对象或概念，是按比例缩减并转换到我们能够理解的形式的事物本体。

7.模型可以分为三种不同层次：概念模型，物质模型，数学模型。

8.概念模型是基于个人的经验与知识在大脑中形成的关于状况或对象的模型。

9.物质模型通常是一个模拟的模型，如橡胶，塑料或泥土制成的地形模型。

10.数字模型一般是基于数字系统的定量模型。包括函数模型和随机模型。

11.数字模型的优点：1他是理解现实世界和发现自然规律的工具。2提供了考虑所有可能性，评价选择性和排除不可能性的机会。3帮助在其他领域推广后应用解决问题的结果。4帮助明确思路，集中精力关注问题重要的方面。5使得问题的主要成分能够被更好的观察，同时确保交流，减少模糊，并改进关于问题一致性看法的机会。

12.模型的评价：1精确性2描述的现实性3准确性4可靠性5一般性6成效性

13.数字高程模型的类型

(1)按结构分类（按其数据组织方式）

基于面单元的DEM；基于线单元的DEM；基于点的DEM

(2)按连续性分类（从数学角度考察DEM模型连续性、一阶导数及高阶导数等的连续情况）

不连续型DEM；连续不光滑DEM；光滑DEM

(3）按范围分类

局部DEM；地区DEM；全局DEM

14.数字高程模型的系统结构

数字高程模型的理论和技术由数据采集、数据处理和应用三部分组成。这三部分

根据功能又可划分为五个功能模块：

（1）DEM的建立（2）DEM模型操作（3）DEM分析（4）DEM可视化（5）DEM应用

各个功能模块之间的数据流不是单向的，是相互流动的。

15.DEM与GIS的关系

1．数据采集方法2．空间数据内插方法3．空间分析技术与方法

第二章

1.采样（sampling），就是把时间域或空间域的连续量转化成离散量的过程。2．基于不同观点的采样: 统计学的观点,几何学的观点,基于地形特征

3．基于地形特征的采样：从基于地形特征的采样观点来看，DEM表面由有限数量的点组成。根据每一点所包含的地形信息，将其分为特征点和随机点，从而将采样方法划分为选择采样和非选择采样两种。

4．地形要素分为两类：1）具有特征信息的地形要素，即特征点、特征线；2）一般要素，如随机点、随机线。

5．坡度发生变化的点为坡度变化点，简称变坡点，在地形纵剖面上反映了坡度变化趋势；方向变化点则在平面上刻画地形的走势变化；它们也是地形特征点。

6．地面复杂度描述：光谱频率，分数维，曲率（表面粗糙度的信息，曲率越大半径越小，地表越粗糙），相似性（表示所有数据点的平均相似程度，可以用协方差和自相关函数来描述。相似性越小，地表面越复杂），坡度（描述地表复杂度的基本方法，是地形表面在某一点的倾斜程度）

7．DEM数据源的三大属性：1）数据的分布：数据的分布是指采样数据位置及分布。2）数据的密度：数据的密度是指采样数据的密集程度，与研究区域的地貌类型和地形复杂程度相关。3）数据的精度：采样数据精度与数据源、数据的采集方法和数据采集的仪器密切相关的。

8．数据采样的布点原则：沿等高线采样，规则格网采样，剖面法，渐进采样，选择性采样，混合采样

9．数据采样方式1）交互式采集：8.（1）、（3）、（5）和（6）等策略适合于利用解析测图仪或机助测图仪进行半自动化的交互式数据采集。

（2）自动采集：按照相片上的规则格网利用数字影像匹配进行数据采集；若利用高程直接求解的影像匹配方法，也可按模型上的规则格网进行数据采集。

第三章DEM数据获取方法

⒈DEM的数据来源 5：①摄影②地形图③地面测量数据④其他数据源⑤既有

DEM数据。

⒉基于不同观点的采样：①统计学观点，随机采样和系统采样②几何学观点，

随机采样和系统采样③基于特征的采样观点特征要素：地形特征点和特征线

④地形的复杂程度地形比较破碎，采样点多；地形比较均匀平坦，减少采样

点。⑤地貌单元类型

⒊采样数据的属性：①数据分布：由数据位置和结构来确定，指数据点的分布

形态。②数据密度：指采样数据密集程度③数据点精度：指数据点本身所具有的精确度

⒋DEM数据采样策略与方法：沿等高线法，规则格网法，剖面法采样，渐进采

样，选择性采样，混合采样。

⒌地形图数据采集方法：1）手扶跟踪数字化2）扫描数字化/矢量化