数字地形模型

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第9章-数字地形模型与地形分析-第一讲

系统功能:
▪ DEM数据的高程分层设色显示 ▪ DEM数据与影像数据联结三维场景显示 ▪ 三维静态场景的输出功能 ▪ 三维动态飞行场景的录制与播放功能 ▪ 简单DEM模型分析功能
GIS 电子沙盘 ——高程分层设色
GIS DEM应用举例 ——城市景观
城市景观系统通过运用数字技术构造出某一区域的虚拟场景来辅助人们进行观测, 是一个可视现实和虚拟现实集成的系统。
垂直线典型线
山脊线谷底线海岸线坡度变换线
GIS 3.DEM的表示法
数学方法整体拟合方法, 即根据区域所有的高程点
数据, 用傅立叶级数和高次多项式拟合统一的地面高程曲面局部拟合方法, 将地表复杂表面分成正方形规则区域或面积大致相等的不规则区域进行分块搜索, 根据有限个点进行拟合形成高程曲面
➢DEM的表示方法
➢一个地区的地表高程的变化可以
采用多种方法表
达
DEM 表示方法
➢用数学定义的表面或点、线、影像都可用来表示 DEM
数学方法图形法
整体局部点数据
线数据
傅立叶级数高次多项式
规则数学分块
不规则数学分块
密度一致
规则
密度不一致
不规则典型特征水平线
三角网邻近网山峰、洼坑
隘口、边界
点信息
ID
边1 边2 边3
1
E1
E3
E9
2
E2
E3
E4 面
3
E4
E5
E6
信息
4
E6
E7
E8
5
E7
E9
E10
ID
起点
终点
左多边形
右多边形

DEM、DTM和DSM

DSM 、DTM与DEM1.DSM（数字表面模型）国科创（北京）信息技术有限公司-DSM是一个显示表面高度的高程模型，如果DTM仅显示地面（地面上面没有任何东西），则DSM会显示任何现有的表面形状，例如树高，建筑物和地面上的任何物体。

DSM表示的是最真实地表达地面起伏情况，可广泛应用于各行各业。

如在森林地区，可以用于检测森林的生长情况。

从立体相对影像提取的DSM2.DTM（数字地形模型）是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一种模拟表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

x、y表示该点的平面坐标，z值可以表示高程、坡度、温度等信息，当z表示高程时，就是数字高程模型，即DEM。

地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。

DTM3.DEM（数字高程模型）是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据内插而形成的。

DEMDEM的来源可以有很多种，如：（1）地面控制点（GCP）（2）等高线（3）三角不规则网络（TIN）（4）还可根据航空摄影的质量和规模，以各种分辨率从立体数字航空摄影中提取DEMDEM的常见用途，如：（1）提取地形参数（2）模拟水流量或质量运动（例如，滑坡）（3）创建浮雕图（4）3D可视化效果的渲染（5）物理模型的创建（包括浮雕图）（6）航空摄影或卫星图像的校正（7）减少重力测量（重力，物理大地测量）（地形校正）（8）地形学和自然地理学中的地形分析将DEM与影像的高程源表达地形的起伏国科创（北京）信息技术有限公司遥感事业部提供多尺度、多分辨率、全覆盖的遥感影像数据产品服务，拥有多光谱、高光谱、雷达卫星、无人机影像等遥感数据，可提供环保、国土、农业、水利和林业等应用领域的人工智能目标识别、图像分类、正射纠正、图像处理、解译、咨询服务，以及基于多源影像的综合应用解决方案。

数字地形模型的生成方法与应用

数字地形模型的生成方法与应用数字地形模型（Digital Terrain Model, DTM）是一种通过数字技术生成地形模型的方法，可以用于各种应用，如地形分析、工程设计、环境评估等。

本文将介绍数字地形模型的生成方法以及其在实际应用中的价值和挑战。

一、数字地形模型的生成方法1. 遥感技术遥感技术是一种通过卫星、航测等手段获取地表信息的方法。

利用遥感技术，可以获取地表的高程数据，从而生成数字地形模型。

常用的遥感技术包括激光雷达、雷达干涉测量、测量影像匹配等。

2. 全站仪技术全站仪技术是一种测量地形高程的方法，它利用全站仪仪器和测量棒测量地面点的三维空间坐标，进而计算出地形的高程。

全站仪技术可以实现对地形的高精度测量，尤其适用于小范围地貌测量。

3. 自动化测量技术自动化测量技术是一种通过自动化仪器和算法实现地形高程测量的方法。

自动化测量技术包括GPS、INS（惯性导航系统）等。

这些技术可以实现大范围地貌的高效测量，但相对于全站仪技术，其测量精度有所降低。

4. 数学建模技术数学建模技术是一种通过建立地形高程的数学模型，利用现有的地形数据进行拟合和插值计算，从而生成数字地形模型的方法。

数学建模技术可以通过插值方法、回归分析等统计算法，构建地形高程的数学模型，并生成数字地形模型。

二、数字地形模型的应用价值数字地形模型在地质、环境、工程等领域具有广泛的应用价值：1. 地质学研究数字地形模型可以提供地质学研究的基础数据，如地表高程、坡度、坡向等信息。

研究人员可以通过分析数字地形模型，了解地表地貌特征，进而研究地壳运动、地貌演化等问题。

2. 地形分析与规划数字地形模型可以为城市规划、交通设计等提供依据。

通过分析数字地形模型，可以评估地形对于城市规划和交通规划的影响，优化规划方案，提高城市和交通的安全性和效率。

3. 工程设计与施工在工程设计和施工中，数字地形模型可以提供工程设计和施工的依据数据。

通过分析数字地形模型，可以评估地形对工程的影响，如土地平整度、坡度等，从而制定合理的工程设计方案和施工方案。

GIS原理——数字地形模型(DTM)与地形分析

3、地表粗造度（破碎度）
是反映地表的起伏变化和侵蚀程度的指标，一般定义为地表单元的曲面面积与其水平面上的投影面积之比。
Grid DEM上制作坡度、坡向图
（二）等高线的绘制
在格网DEM上自动绘制等高线主要包括两个步骤： 1、等高线追踪，利用DEM矩形格网点的高程内插出格网边上的等高线点，并将这些等高线点排序； 2、等高线光滑，进一步加密等高线点并绘制光滑曲线。
此外，从DEM还能派生以下主要产品：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。
二、DEM建立
1、数据获取与处理 1）数据采集
选点采集沿断面采集
2) 数据处理
2、DEM 生成
1）人工网格法
在地形图上蒙上格网，逐格读取中心点或交点的高程值。
2）三角网法
对有限个离散点，每三个邻近点联结成三角形，每个三角形代表一个局部平面，再根据每个平面方程，可计算各格网点高程，生成DEM。
2、D3E）M曲生面成拟合法
根据有限个离散点的高程，采用多项式或样条函数求得拟合公式，再逐个计算各点的高程，得到拟合的DEM。可反映总的地势，但局部误差较大。
DTM：当z为其他二维表面上连续变化的地理特征，如地面温度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤类型等其他地面诸特征，此时的DEM成为DTM（Digital Terrain Models）。
一、DEM 概述
2、表示法
1）等高线法
等高线通常被存储成一个有序的坐标点序列，可以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段。由于等高线模型只是表达了区域的部分高程值，往往需要一种插值方法来计算落在等高线以外的其他点的高程。

数字地形模型

x0,y0—— L —— 其余符号如前所叙。
方格网数字地形模型
3
在方格网数模中内插待定点，其内插方法的选择对高程精度影响很小，因此可以选择一种比较简单的、运算速度高的方法。常用的方法有分块多项式法和双线性内插法分块多项式法
在方格形数据点条件下，用完整双三次多项式以每个方格作为一个分块单元，则每个分块四个角点所构成的曲面为：
Z f ( X , Y ) a00 a10 X a01Y a20 X 2 a11 XY a02Y 2 a30 X 3 a21 X 2Y a12 XY 2 a03Y 3 a31 X 3Y a22 X 2Y 2 a22 X 2Y 2 a13 XY 3 a32 X 3Y 2 a23 X 2Y 3 a33 X 3Y 3
方格网数字地形模型
若已知任意一点P的平面坐标为，P点所在网格及该网格左下角A点的平面坐标可按下式计算： J ( xP x0 ) / L 1
I ( y P y0 ) / L 1 x A x0 ( J 1) L y A y0 ( I 1) L
式中：I、J——分别为P点所在网眼左下角点所在行、列数；

数字地形模型（DTM,DigitalTerrainModel）最初是为了高速公路的自动设计提出来的（Miller，1956）。此后，它被用于各种线路选线（铁路、公路、输电线）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及任意断面图绘制。在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图，制作正射影像图以及地图的修测。在遥感应用中可作为分类的辅助数据。它还是地理信息系统的基础数据，可用于土地利用现状的分析、合理规划及洪水险情预报等。在军事上可用于导航及导弹制导、作战电子沙盘等。对DTM 的研究包括DTM的精度问题、地形分类、数据采集、DTM 的粗差探测、质量控制、数据压缩、DTM应用以及不规则三角网DTM的建立与应用等。

第4讲数字地形模型与地形分析

DEM模型之间的相互转换
由不规则点集生成TIN 由规则格网DEM生成TIN 由等高线转换为格网DEM 又TIN生成等高线
-- TIN模型 Delaunay 三角形是Voronoi的对偶图
-- TIN模型 Delaunay 三角形的判别法则
Delaunay 三角形的判别法则： A、外接圆判别法：过某三角形三角点
规则不规则
密度一致
密度不一致
三角网邻近网
典型特征山峰、坑洼隘口、边界
水平线垂直线
山脊线山谷线
典型线海岸线
坡度变换线
规则格网模型—表示方法
91 78 63 53 94 81 64 51 100 84 66 55 103 84 66 56 规则格网DTM
规则格网模型—人工生成方法
将地形图蒙上格网，逐格读取中心或角点的高程值、构成数字高程模型。
的外接圆内不含有离散点集合中除这三点外的任何其他点。 B、极大—极小角判别法则：在三角网中，所有Delaunay 三角形的最小角度都达到最大。
TIN的生成方法
首先取其中任一点P，在其余各点中寻找与此点距离最近的点P2，连接P1P2构成第一边，然后在其余所有点中寻找与这条边最近的点，找到后即构成第一个三角形，再以这个三角形新生成的两边为底边分别寻找距它们最近的点构成第二个、第三个三角形，依此类推，直到把所有的点全部连入三角网中，
动提取流域地形等
缺点
– 不能准确表达地形的结构和细部 – 数据量过大
等高线模型
等高线模型的数据组织
用二维链表来存储坐标点对系列用图来表示等高线的拓扑关系：
– 区域表示为图的结点 – 用边来表示等高线本身

DTMDEMDSM、DOM和DLG介绍

一、DTM（Digital Terrain Model）数字地面模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。

数字地形模型（DTM, Digital Terrain Model）最初是为了高速公路的自动设计提出来的（Miller，1956）。

此后，它被用于各种线路选线（铁路、公路、输电线）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及任意断面图绘制。

在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图，制作正射影像图以及地图的修测。

在遥感应用中可作为分类的辅助数据。

它还是的基础数据，可用于土地利用现状的分析、合理规划及洪水险情预报等。

在军事上可用于导航及导弹制导、作战电子沙盘等。

对 DTM的研究包括DTM的精度问题、地形分类、数据采集、DTM的粗差探测、质量控制、数据压缩、DTM应用以及不规则三角网DTM的建立与应用等。

二、DEM(Digital Elevation Matrix)数字高程矩阵。

GIS、地图学中的常用术语。

数字高程模型（Digital Elevation Model，缩写DEM）是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据内插而形成的。

DEM是对地貌形态的虚拟表示，可派生出等高线、坡度图等信息，也可与DOM或其它专题数据叠加，用于与地形相关的分析应用，同时它本身还是制作DOM的基础数据。

DEM是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(Digital Terrain Model，简称DTM)的一个分支。

一般认为,DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。

数字地形模型名词解释

数字地形模型名词解释
嘿，朋友！你知道啥是数字地形模型不？这可不是个简单的玩意儿哦！
数字地形模型啊，就好比是地球表面的一个超级详细的“数字画像”！比如说，你看那连绵起伏的山脉，就像是大地的脊梁（这就像人的脊
梁支撑着身体一样），而数字地形模型就能把这些山脉的形状、高度
等各种信息都精准地记录下来。

再比如那广阔的平原，它的平坦和辽
阔也能在数字地形模型里清晰呈现。

想象一下，要是没有数字地形模型，那我们对大地的了解不就像盲
人摸象一样，只能摸到局部，却不知道整体是什么样（这多可怕呀）！但有了它，我们就好像有了一双能看清地球全貌的“眼睛”。

咱就说，在建筑领域，工程师们可以利用数字地形模型来规划道路、桥梁这些基础设施的建设。

他们能清楚地知道哪里高哪里低，该怎么
设计才能让一切都稳稳当当的（这不就省了好多麻烦嘛）。

在农业方
面呢，农民伯伯可以根据数字地形模型来判断土地的肥力和灌溉情况，让庄稼长得更好（这多重要啊）。

而且哦，数字地形模型还能帮助我们更好地了解自然灾害呢！像洪水、山体滑坡这些，通过它可以提前做出一些预测和防范措施（这能
救下多少人的生命和财产呀）。

总之，数字地形模型就像是一个神奇的魔法工具，让我们能更深入地了解我们生活的这个地球。

它可不是什么可有可无的东西，而是对我们的生活有着实实在在影响的重要存在呢！你说是不是呀？。

数字高程模型(DEM)的概念

数字高程模型(DEM)的概念最近恶补了一下DEM数据，在此分享给大家，希望对大家有所帮助！数字高程模型(DEM)的概念数字高程模型(DEM)，也称数字地形模型(DTM)，是一种对空间起伏变化的连续表示方法。

由于DTM 隐含有地形景观的意思，所以，常用DEM，以单纯表示高程。

尽管DEM 是为了模拟地面起伏而开始发展起来的，但也可以用于模拟其它二维表面的连续高度变化，如气温、降水量等。

对于一些不具有三维空间连续分布特征的地理现象，如人口密度等，从宏观上讲，也可以用DEM 来表示、分析和计算。

DEM 有许多用途，例如：在民用和军用的工程项目(如道路设计)中计算挖填土石方量；为武器精确制导进行地形匹配；为军事目的显示地形景观；进行越野通视情况分析；道路设计的路线选择、地址选择；不同地形的比较和统计分析；计算坡度和坡向，绘制坡度图、晕渲图等；用于地貌分析，计算浸蚀和径流等；与专题数据，如土壤等，进行组合分析；当用其它特征(如气温等)代替高程后，还可进行人口、地下水位等的分析。

DEM 的表示方法(1)拟合法拟合法是指用数学方法对表面进行拟合，主要利用连续的三维函数(如富立叶级数、高次多项式等)。

但对于复杂的表面，进行整体的拟合是不可行的，所以，通常采用局部拟合法。

局部拟合法将复杂表面分成正方形的小块，或面积大致相等的不规则形状的小块，用三维数学函数对每一小块进行拟合，由于在小块的边缘，表面的坡度不一定都是连续变化的，所以应使用加权函数来保证小块接边处的匹配。

用拟合法表示DEM 虽然在地形分析中用的不多，但在其它类型的机助设计系统(如飞机、汽车等的辅助设计)中应用广泛。

(2)等值线等值线是地图上表示DEM 的最常用方法，但并不适用于坡度计算等地形分析工作，也不适用于制作晕渲图、立体图等。

(3)格网DEM格网DEM 是DEM 的最常用的形式，其数据的组织类似于图像栅格数据，只是每个象元的值是高程值。

即格网DEM 是一种高程矩阵(如下图)。

第八章 DEM分析

3）容易实现自动化、实时化。常规地图要增加和修改都必须重复相同的工序，劳动强度大而且周期长，而DEM由于是数字形式的，所以增加和修改地形信息只需将修改信息直接输入计算机，经软件处理后即可得各种地形图。
4、DEM应用
1）作为国家地理信息的基础数据； 2）土木工程、景观建筑与矿山工程规划与设计； 3）为军事目的而进行的三维显示； 4）景观设计与城市规划； 5）流水线分析、可视性分析； 6）交通路线的规划与大坝选址； 7）不同地表的统计分析与比较； 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）作为背景叠加各种专题信息如土壤、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)；
在计算出各地表单元的坡度后，可对不同的坡度设定不同的灰度级，可得到坡度图。
2、坡向
坡向是地表单元的法向量在水平面上的投影与X轴之间的夹角，
在计算出每个地表单元的坡向后，可制作坡向图，通常把坡向分为东、南、西、北、东北、西北、东南、西南8类，再加上平地，共9类，用不同的色彩显示，即可得到坡向图。
2）三角网法
对有限个离散点，每三个邻近点联结成三角形，每个三角形代表一个局部平面，再根据每个平面方程，可计算各格网点高程，生成DEM。
2、DEM 生成 3）曲面拟合法
根据有限个离散点的高程，采用多项式或样条函数求得拟合公式，再逐个计算各点的高程，得到拟合的DEM。可反映总的地势，但局部误差较大。
（三）基于DEM的可视化分析
1、剖面分析
1）意义：
常常可以以线代面，研究区域的地貌形态、轮廓形状、地势变化、地质构造、斜坡特征、地表切割强度等。
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，可以提供土地利用规划、工程选线和选址等的决策依据。

数字地形模型与地貌分析技术介绍与应用案例

数字地形模型与地貌分析技术介绍与应用案例一、引言地貌是地球表面形态的总称，对于地形的研究对于我们了解地球的结构和演化过程具有重要意义。

而数字地形模型（Digital Elevation Model，DEM）与地貌分析技术则提供了一种高分辨率和高精度的地貌表征与研究方法。

本文将介绍数字地形模型的基本原理以及地貌分析技术的应用案例。

二、数字地形模型的原理数字地形模型是利用地球表面高程数据构建的计算机模型。

常见的数据来源有航空摄影测量、卫星遥感、雷达全地球扫描仪等技术手段。

其原理是通过收集地表高度数据，建立高程模型，实现对地球表面形态的数字化描述。

数字地形模型主要有两种类型：离散点模型和连续模型。

离散点模型使用一系列离散的高程点来表示地表形态，常见的如地图上的等高线。

而连续模型则通过对离散点进行插值处理，构建连续的地表高程模型。

三、数字地形模型的应用1. 地形分析与地貌研究利用数字地形模型，地学家可以对地面的高程、坡度、坡向等地形参数进行计算和分析。

通过地形参数的分析，可以揭示地球表面的动力学过程和地貌演化的规律，进而研究地球的演化历史。

2. 地形辅助决策数字地形模型在城市规划、水资源管理、环境保护等领域起着重要作用。

通过对地形进行模拟和分析，可以确定最佳的建设位置，减轻自然灾害对城市的影响，提高城市的抗灾能力。

同时，数字地形模型可用于流域的水资源管理和河道的治理设计，为环境保护和生态恢复提供科学依据。

四、地貌分析技术的应用案例1. 山地地貌研究数字地形模型为山地地貌研究提供了有力工具。

以喀斯特地貌为例，通过对地形参数的分析，可以揭示喀斯特地貌的形成机制和发育过程。

同时，数字地形模型还能够为山地旅游规划和生态环境保护提供参考依据。

2. 海岸地貌研究海岸地貌是陆地与海洋交界处的地貌形态。

数字地形模型可以对海岸线进行精确测绘，分析海洋侵蚀与沉积的地貌特征，并预测海岸地貌演化趋势。

这对于海岸沿线的开发利用和防止沿海灾害具有重要意义。

如何使用数字地形模型进行测绘分析与应用

如何使用数字地形模型进行测绘分析与应用数字地形模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是地表及地形数据以数字化形式表达的一种方式。

DEM已经在测绘领域得到广泛应用，并且为地理信息系统（GIS）的发展提供了重要的支持。

本文将探讨如何使用数字地形模型进行测绘分析与应用，并且介绍DEM的基本原理与数据获取方式。

一、数字地形模型的基本原理数字地形模型是通过对地球表面的高程进行采样，并记录在离散数据点上，最终形成高度值的数值化表示。

这种数值化的高程数据可以存储在栅格、矢量或点云形式中。

数字地形模型的基本原理是通过采集地球表面上的高程数据，并使用插值方法进行处理，最终生成一个连续的表面模型。

这个模型可以反映出地形的起伏和曲线，提供了对地形特征的直观认识。

二、数字地形模型的数据获取方式1. 光学遥感数据获取方式在使用数字地形模型进行测绘分析与应用时，可以使用光学遥感数据获取地表高程信息。

这种方式通过对航空或卫星影像进行解译与处理，可以提取出地形的高程数据。

2. 激光雷达获取方式激光雷达是一种常见的数据获取方式，通过激光束与地面进行反射，可以精确测量地形的高程。

这种方式可以快速获取大范围的高程数据，并且有较高的精度。

三、数字地形模型的测绘分析与应用1. 地形分析使用数字地形模型可以对地表的高程特征进行分析，包括高度、坡度、坡向等参数。

这些参数可以帮助我们了解地面的地形变化和地貌特征，从而提供决策支持。

2. 洪水模拟与分析使用数字地形模型可以进行洪水的模拟与分析，通过模拟洪水的演变过程，可以帮助我们预测洪水的范围和影响，并制定相应的应对措施。

3. 自然灾害风险评估数字地形模型可以用于自然灾害风险评估，通过分析地形特征和环境因素，可以预测自然灾害的可能性和程度，并制定相应的防灾减灾方案。

4. 土地利用规划使用数字地形模型可以进行土地利用规划，通过分析地形特征和地理信息，可以确定不同地区的适宜用地类型，为土地的合理利用提供基础数据和科学依据。

测绘技术中的数字地形模型与数字高程模型比较

测绘技术中的数字地形模型与数字高程模型比较随着科技的不断发展，测绘技术也在不断革新与变革。

数字地形模型（Digital Terrain Model，DTM）和数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）是现代测绘技术中常用的两种模型，它们可以为我们提供精确的地理信息。

然而，虽然它们在测绘领域中起到了重要的作用，但它们之间的差异和应用场景仍然值得研究和讨论。

首先，我们来了解一下数字地形模型（DTM）和数字高程模型（DEM）的定义。

数字地形模型代表了地表的形态，包括陆地和水域，而数字高程模型则更加注重地表的高度信息。

DTM通过三维的数字模型来描述地面的特征，包括地面的凹凸条件和坡度等特征；DEM则强调了地表的高度和高度变化。

那么，两者之间最主要的区别是什么呢？可以说，数字地形模型（DTM）更加细致和精确，它包含了地表的细节信息。

它通过测量地面上的特征点来构建三维模型，例如河流、树木和建筑物等。

因此，DTM可以为我们提供具体的地表形态，使得我们可以更精确地分析地表的特点和地形变化。

而数字高程模型（DEM）则倾向于形成一个较为平坦的表面，通过对地面高程进行插值来获得地表的高度和高度变化。

在实际应用中，数字地形模型（DTM）和数字高程模型（DEM）各有其优势和局限性。

对于需要精确地估算地表形态的工程项目来说，DTM通常更为适用，因为它能够提供更多的细节信息。

例如，对于城市规划和土地开发等项目，DTM 可以帮助我们更好地理解地形变化，从而更好地进行设计和规划。

而对于一些大区域的地理分析和地理信息系统应用，DEM更为常用。

DEM的数据量相对较小，处理速度较快，因此更适合大范围的地理分析。

此外，数字地形模型（DTM）和数字高程模型（DEM）在数据源和获取方式上也有所不同。

DTM的数据源一般来自于空中激光雷达（LIDAR）等高精度遥感数据，以及测量工程等现场测绘。

而DEM的数据源则更广泛，包括光学遥感数据、雷达数据等多种形式。

DTMDEMDSM、DOM和DLG介绍

一、DTM（Digita‎l Terrai‎n Model）数字地面模型‎是利用一个任‎意坐标系中大‎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，或者说，DTM就是地‎形表面形态属‎性信息的数字‎表达，是带有空间位置特征和地‎形属性特征的‎数字描述。

地形表面形态‎的属性信息一‎般包括高程、坡度、坡向等。

数字地形模型‎（DTM, Digita‎l Terrai‎n Model）最初是为了高‎速公路的自动‎设计提出来的‎（Miller‎，1956）。

此后，它被用于各种‎线路选线（铁路、公路、输电线）的设计以及各‎种工程的面积、体积、坡度计算，任意两点间的‎通视判断及任‎意断面图绘制‎。

在测绘中被用于绘制‎等高线、坡度坡向图、立体透视图，制作正射影像图以及地图的修测。

在遥感应用中可作为‎分类的辅助数‎据。

它还是的基础‎数据，可用于土地利‎用现状的分析‎、合理规划及洪‎水险情预报等‎。

在军事上可用‎于导航及导弹‎制导、作战电子沙盘‎等。

对 DTM的研究‎包括DTM的‎精度问题、地形分类、数据采集、DTM的粗差‎探测、质量控制、数据压缩、DTM应用以‎及不规则三角‎网DTM的建‎立与应用等。

二、DEM(Digita‎l Elevat‎i on Matrix‎)数字高程矩阵‎。

GIS、地图学中的常‎用术语。

数字高程模型‎（Digita‎l Elevat‎i on Model，缩写DEM）是一定范围内‎规则格网点的‎平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，它主要是描述‎区域地貌形态‎的空间分布，是通过等高线‎或相似立体模型进行‎数据采集（包括采样和量‎测），然后进行数据‎内插而形成的‎。

DEM是对地‎貌形态的虚拟‎表示，可派生出等高‎线、坡度图等信息‎，也可与DOM‎或其它专题数据叠加‎，用于与地形相‎关的分析应用‎，同时它本身还‎是制作DOM‎的基础数据。

DEM是用一‎组有序数值阵‎列形式表示地‎面高程的一种‎实体地面模型‎，是数字地形模‎型(Digita‎l Terrai‎n Model，简称DTM)的一个分支。

测绘技术中的数字地形模型与地理分析

测绘技术中的数字地形模型与地理分析近年来，随着科技的不断发展，测绘技术在地理信息系统（GIS）领域的应用也愈发广泛。

数字地形模型（DTM）作为地理分析的基础，扮演着非常重要的角色。

本文将探讨数字地形模型的定义、建模方法以及与地理分析之间的关系。

首先，我们必须了解数字地形模型的概念。

数字地形模型是一种用数字方式来表示地球表面形状和地形特征的模型。

它可以通过测量、遥感和其他技术手段来获取高程数据，然后以数字化的形式呈现出来。

数字地形模型能够提供关于地形高度、坡度、坡向等信息，为地理分析提供了基础数据。

在数字地形模型的建模过程中，有几种常见的方法。

首先是插值方法，通过采样点的高程数值推算出整个地形表面的高程数值分布。

在插值方法中，有许多不同的算法可供选择，比如三角网、反距离权重法和克里金插值法等。

这些算法有各自的优缺点，研究者们根据不同的需求和数据特点选择适合的方法。

其次是倾斜摄影测量方法，通过倾斜摄影测量技术获取地表高程数据并建立数字地形模型。

这种方法在城市规划、土地利用和建筑设计等领域有着广泛的应用。

最后，还有激光雷达测量方法，该方法利用激光仪器对地表进行扫描，通过计算激光回波的时间差来确定地面表面的高程数据。

激光雷达测量方法具有高精度、高效率和非接触性等优点，目前在测绘技术中得到了广泛应用。

数字地形模型的建立为地理分析提供了坚实的基础。

地理分析是指通过对地理现象进行统计和空间分析，以发现地理规律和解决实际问题的过程。

数字地形模型的高程数据为地理分析提供了重要的信息，可以用于地形分析、景观分析和自然资源管理等方面。

地形分析是利用数字地形模型数据进行的各种地形参数计算和地形特征分析。

通过地形分析，我们可以了解地面的坡度、曲率、高程等信息，以便于研究地形演化和地质灾害等问题。

景观分析是对地表形态、地貌单位和景观结构进行定量分析和描述的过程。

通过对数字地形模型的分析，可以获得区域的景观特征、空间分布和格局等信息。

如何进行数字地形模型的生成和分析

如何进行数字地形模型的生成和分析数字地形模型（DTM）的生成和分析是现代地理信息系统（GIS）和遥感技术的重要应用之一。

DTM通过获取地面表面的数字高程和坐标数据，以三维形式呈现地形特征，为各种领域的研究和决策提供支持。

本文将介绍数字地形模型的生成和分析的基本原理和方法。

一、数字地形模型的生成1.高程数据的获取生成DTM的首要任务是获得地面的高程数据。

常用的获得高程数据的方法有测量和遥感技术。

测量方法包括全站仪测量、GPS测量和实地勘测等，适用于较小范围的地形特征获取。

而遥感技术则通过卫星、飞机和无人机等平台获取地表高程数据，具有较大范围和高时效性的优势。

2.数据预处理获取到的高程数据通常会包含一些噪声和孤立点，需要经过预处理来提高数据的可靠性和准确性。

预处理的方法包括数据滤波、数据插值和数据平滑等。

数据滤波可以去除噪声和异常点，数据插值可以填补缺失的数据，数据平滑可以减小数据之间的不规则性。

3.数据格式转换在进行数字地形模型生成之前，还需要将高程数据转换为标准的数字格式。

常用的数据格式有ASCII格式、LAS格式和DEM格式等。

ASCII格式是一种简单的文本格式，适用于小范围的数据；LAS格式是一种用于存储激光雷达数据的二进制格式，适用于大范围的数据；DEM格式是一种常用的栅格格式，适用于进行地形分析和可视化。

二、数字地形模型的分析1.地形特征提取数字地形模型可以提供详细的地形信息，可以通过分析和挖掘这些信息来获得有关地形特征的辅助信息。

常用的地形特征包括地形起伏度、坡度、坡向和几何形状等。

地形起伏度可以反映地形的变化强度，坡度可以反映地表的陡峭程度，坡向可以反映地表的朝向特征，几何形状可以反映地表的几何特征。

2.地形分析利用数字地形模型可以进行各种地形分析，以支持不同领域的研究和决策。

其中包括：（1）水文分析：通过分析地形的坡度、坡向和流向等特征，可以模拟水文过程和预测洪灾等水文灾害。

（2）土壤侵蚀分析：通过分析地形起伏度和坡度等特征，可以评估土壤侵蚀的潜力和风险。

数字地形模型LOD

DEM主要表示模型
等高线模型
等高线模型表示高程，高程值的集合是已知的，每一条等高线对应一个已知的高程值，一系列等高线集合和它们的高程值一起就构成了一种地面高程模型
DEM主要表示模型
等高线模型
等高线通常被存成一个有序的坐标点对序列，可以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段；由于等高线模型只表达了区域的部分高程值，往
DEM表示方法
图形表示法
线模式：等高线是表示地形最常见的形式。其它的地形特征线也是表达地面高程的重要信息源，如山脊
谷底线等；
点模式：用离散采样数据点建立 DEM是DEM建立
常用方法之一。数据采样可按规则格网采样，可以是
密度一致的或不一致的；可以是不规则采样，如不规边界等重要特征点。
则三角网；也可以有选择性地采样，采集三峰、洼坑、
DEM表示方法
散点DEM
三角网DEM
等高线DEM
DEM主要表示模型
规则格网模型
规则格网，通常是正方形，也可以是矩形、三角形等规则格网。规则格网将区域空间切分为规则的格网单元，每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，
TIN 模型根据区域有限个点集将区域划分为相连
的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、
边上或三角形内。如果点不在顶点上，该点的高程
值通常通过线性插值的方法得到（在边上用边的两
个顶点高程，在三角形内则用三个顶点的高程）。
DEM主要表示模型
TIN
有许多种表达 TIN 拓扑结构的存储方式，一般来
讲，对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录，

如何进行数字地形模型的建模

如何进行数字地形模型的建模数字地形模型（Digital Terrain Model，简称DTM）是地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）中一种重要的地理数据模型，用于描述地球表面地形特征的模型。

在地理空间分析、自然资源管理、城市规划等领域都有广泛应用。

本文将介绍数字地形模型的建模方法和技术。

一、数据采集与处理数字地形模型建模的第一步是数据采集。

常见的数据采集方法有测绘、卫星遥感和激光雷达等。

测绘方法通过传统的地面测量仪器进行地面高程的测量，适用于小范围的地形测量；卫星遥感利用卫星平台获取地表影像数据，可以获取较大范围的高程数据；激光雷达技术则是通过测量激光束在地表反射的时间差来获取地表高程信息，精度较高。

采集到的原始数据需要经过预处理，包括无效点过滤、数据配准、噪声去除等。

无效点过滤是指去除采集误差较大或无法准确表示地表特征的点；数据配准是将不同数据源的高程数据进行统一坐标系转换，以确保数据的一致性；噪声去除是指去除采集过程中产生的不符合地形真实特征的干扰信号。

二、网格化方法数字地形模型的建模通常采用网格化方法，将离散的点数据转换为连续的地形表面。

常见的网格化方法有三角剖分法和插值法。

三角剖分法将数字地形数据中的点连接成不规则的三角形网络，每个三角形的顶点为离散点数据，通过插值计算确定三角形内部的高程值。

这种方法适用于复杂地形的建模，但是计算量较大，建模时间较长。

插值法则是基于已有高程数据点的坐标和属性值，根据一定的插值算法来预测其他位置的高程值。

常见的插值法有克里金插值法、反距离权重插值法和样条插值法。

插值法是常见的地形建模方法，具有计算速度快、结果比较平滑等优点。

三、数据融合与精度评估在数字地形模型的建模过程中，可能会涉及多个数据源的融合。

数据融合的目的是利用各个数据源的优势，提高地形模型的精度和可靠性。

常见的数据融合方法有加权平均、贝叶斯理论和数据间差异分析。

数字地形模型

第9章-数字地形模型与地形分析-第一讲

DEM、DTM和DSM

数字地形模型的生成方法与应用

GIS原理——数字地形模型(DTM)与地形分析

数字地形模型

第4讲 数字地形模型与地形分析

DTMDEMDSM、DOM和DLG介绍

数字地形模型名词解释

数字高程模型(DEM)的概念

第八章 DEM分析

数字地形模型与地貌分析技术介绍与应用案例

如何使用数字地形模型进行测绘分析与应用

测绘技术中的数字地形模型与数字高程模型比较

DTMDEMDSM、DOM和DLG介绍

测绘技术中的数字地形模型与地理分析

如何进行数字地形模型的生成和分析

数字地形模型LOD

如何进行数字地形模型的建模

第4讲数字地形模型与地形分析