DEM

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数字高程模型(DEM)——知识汇总

数字高程模型(DEM)——知识汇总

数字高程模型(DEM)——知识汇总一、数字高程的定义数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)是DTM中最基本的部分,它是对地球表面地形地貌的一种离散的数学表达。

DEM表示区域D上的三维向量有限序列,用函数的形式描述为:式中,X i,Y i是平面坐标,Z i是(X i ,Y i)对应的高程。

二、数字高程的特点1)表达的多样性,容易以多种形式显示地形信息。

2)精度的恒定,常规地图对着时间的推移,图纸将会变形,而DEM采用数字媒介,能够保持精度不变。

3)更新的实时性,容易实现自动化,实时化。

4)具有多比例尺特性。

三、数字地面模型(DTM)、数字高程模型(DEM)和数字地形模型(DGM)的区别表 1 三者的区别与联系四、数字高程数据1. 来源:DEM数据包括平面和高程两种信息,常用的数据来源有:影像,现有的地形图,地球本身,其他数据源。

2. 数字高程数据类型1) 分辨率①. 10米DEM数据全国10米数字高程模型数据,为栅格图像数据,图像分辨率为10米,数学基础采用2000国家大地坐标系(CGCS2000)及Albers投影。

数据像素值记录了点位高程。

高程值计量单位为米。

②. 12.5米DEM数据12.5米DEM数据是由ALOS的PALSAR传感器采集。

该传感器具有高分辨率、扫描式合成孔径雷达、极化三种观测模式。

该数据水平及垂直精度可达12米。

ALOS(Advanced Land Observing Satellite)卫星于2006年1月24日由日本发射升空,载有3个传感器:全色测绘体例测绘仪(PRISM),主要用于数字高程测绘;先进可见光与近红外辐射计-2(AVNIR-2),用于精确陆地观测;相控阵型L波段合成孔径雷达(PALSAR),用于全天时全天候陆地观测。

③. 不同分辨率下的晕渲图对比10m分辨率数据12.5m分辨率数据来源: databox.store/product/Details/344图1 不同分辨率下的晕渲图2) 遥感测量方法a) SRTM数据SRTM(Shuttle Radar Topography Mission),由美国太空总署(NASA)和国防部国家测绘局(NIMA)联合测量。

dem概念

dem概念

dem概念dem概念简述及相关内容概念1.dem的全称是”Digital Elevation Model”,即数字高程模型,是一种用于描述地球地表形态的数字化方法和技术。

2.dem通过收集、处理地表高程数据,构建出精确的三维地表模型,用于分析地形、地貌、水文水资源等领域的研究。

数据收集1.雷达遥感:利用雷达波束穿透云层和植被,测量地表特征,可以获取大范围、高精度的dem数据。

2.光学遥感:利用航空摄影、卫星影像等技术获取地表高程信息,并通过影像解算和数学模型计算dem数据。

应用领域1.地形分析:dem数据可以用于地形剖面分析、坡度坡向计算等,帮助地质、地理等领域研究地表形态。

2.水文水资源:dem数据可以模拟河网分布、流域边界,预测洪水、干旱情况,辅助水利规划和水资源管理。

3.城市规划:dem数据可以评估地表适宜度、掌握地表可行性,在城市规划中优化土地利用,提高城市发展效率。

4.遥感解译:dem数据可以与其他遥感数据融合,提供更准确的地物分类和解译结果。

dem数据类型1.栅格dem:将地表划分为像素,并将每个像素点与其高程值对应,适用于空间分析和模型模拟。

2.点云dem:通过获取大量地表高程点的坐标信息,生成密集的点云模型,可以用于绘制精确的三维地表模型。

dem数据处理1.数据预处理:包括数据获取、数据校正、质量评估等,确保原始数据的准确性和可靠性。

2.数据插值:通过插值算法进行高程值的推算和填充,使得dem数据点更加密集和平滑。

3.数据融合:将不同来源、不同分辨率的dem数据进行融合,提高整体的精度和空间覆盖范围。

4.数据可视化:利用地理信息系统(GIS)等工具,将dem数据可视化展示,便于用户进行分析和应用。

以上是对dem概念及相关内容的简述,dem作为一种重要的地理信息数据,在多个领域都有广泛应用,为地表特征的研究和分析提供了有力的工具和支持。

数字高程数据DEM

数字高程数据DEM

(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。

DTM的另外两个分支是各种非地貌特性的以矩阵形式表示的数字模型,包括自然地理要素以及与地面有关的社会经济及人文要素,如土壤类型、土地利用类型、岩层深度、地价、商业优势区等等。

实际上DTM是栅格数据模型的一种。

它与图像的栅格表示形式的区别主要是:图像是用一个点代表整个像元的属性,而在DTM中,格网的点只表示点的属性,点与点之间的属性可以通过内插计算获得。

主要是在地理信息系统(GIS)方面用的最广。

建立DEM的方法有多种从数据源及采集方式讲有:(1)直接从地面测量,例如用GPS、全站仪、野外测量等;(2)根据航空或航天影像,通过摄影测量途径获取,如立体坐标仪观测及空三加密法、解析测图、数字摄影测量等等;(3)从现有地形图上采集,如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集然后通过内插生成DEM等方法。

DEM内插方法很多,主要有分块内插、部分内插和单点移面内插三种。

目前常用的算法是通过等高线和高程点建立不规则的三角网(Triangular Irregular Network, 简称TIN)。

DEM数据获取方法

DEM数据获取方法

DEM数据获取方法Digital Elevation Model(DEM)是用于描述地球表面高程的数字模型。

它是地理信息系统(GIS)和遥感技术中常用的数据类型之一、DEM数据通常由遥感影像获取,主要有以下三种方法。

1.激光雷达(LiDAR)激光雷达是一种主动遥感技术,通过发射激光脉冲并测量其返回时间以计算地表高程。

激光雷达设备可安装在航空飞机、直升机或地面车辆上。

它能够快速、高效地获取大面积的DEM数据。

使用激光雷达获取DEM数据的过程包括以下几个步骤:a)激光雷达设备通过发射激光脉冲测量地表的反射时间,以计算出地表的高程值。

b)激光雷达采集的原始数据经过处理和校正,生成原始的点云数据集。

c)点云数据经过滤波和分类处理,提取地面点和非地面点。

d)利用地面点生成DEM数据,通过插值算法填充缺失的点,生成完整的DEM数据。

2.光学影像解算光学影像解算是一种 passsive 遥感技术,它通过从卫星或无人机获取的影像数据来推断地表高程。

这些影像数据通常包括航空摄影影像或卫星遥感影像。

利用光学影像解算获取DEM数据的过程大致如下:a)获取高分辨率的遥感影像数据。

b)对影像数据进行预处理,包括去除辐射校正、去除大气校正等步骤。

c)提取影像中的地物特征,如建筑物、道路、水体等。

d)利用地物特征进行图像匹配,通过计算图像特征之间的几何关系,计算地物的地面高程。

3.SAR干涉测量SAR干涉测量是一种基于合成孔径雷达(SAR)数据的遥感测量方法。

它通过测量不同时间的SAR数据之间的相位差来推断地表的高程变化。

SAR干涉测量的过程包括以下几个步骤:a)获取不同时间、不同视角的SAR影像数据。

b)对影像数据进行预处理,包括校正、几何校正等步骤。

c)对两幅SAR影像进行干涉处理,计算相位差。

d)根据相位差计算地表的高程变化。

除了以上三种方法,还有一些其他方法可以获取DEM数据,如GPS控制点测量、地形测量仪、卫星测高仪等。

DEM高程数据处理教程

DEM高程数据处理教程

DEM高程数据处理教程DEM (Digital Elevation Model) 数据是用来表示地表高程信息的数值化模型,可以广泛应用于地理信息系统(GIS)、地形分析、地质勘探、水文模拟等领域。

对DEM数据进行处理可以提取有用的地学信息,如坡度、坡向、流域分析等。

下面是一个DEM高程数据处理的简单教程。

1.数据获取:2.数据格式转换:获取到的DEM数据可能是不同的格式,需要将其转换成常用的数据格式,如GeoTIFF。

可以使用GIS软件(如ArcGIS、QGIS)或地理数据处理软件(如GDAL、GRASS GIS)将DEM数据转换成所需格式。

3.数据预处理:对DEM数据进行预处理可以提高后续分析的效果。

常见的预处理操作有:-去除异常值:检测并去除DEM中的异常值(如野点、噪声点),以减少对后续分析的影响。

-填补空白值:对DEM中的空白值进行填补,常用的方法是通过邻近区域的平均值或插值法进行填补。

-投影转换:根据需要,将DEM数据由原始坐标系转换为其他坐标系,如UTM投影坐标系。

4.地形分析:通过DEM数据可以进行各种地形分析,获取地学信息。

常见的地形分析方法有:-坡度计算:根据DEM数据计算每个像元的坡度,得到坡度分布图。

可以通过计算斜率值来判断地形的陡缓程度。

-坡向计算:根据DEM数据计算每个像元的坡向,得到坡向分布图。

可以通过坡向判断地形的朝向,如南坡、北坡、东坡、西坡等。

-流域分析:根据DEM数据计算流域边界和流域内的地形特征,如流向、河流网络、汇水面积等。

可以用来分析河流的走向、流域的范围等信息。

5.可视化呈现:对处理后的DEM数据进行可视化呈现,可以更直观地展示地形信息。

可以使用GIS软件绘制等高线图、坡度图、坡向图等,或者使用地图制作软件制作地形图、地形剖面图等。

6.结果应用:对处理和可视化的DEM数据进行分析和应用。

可以用于地质勘探、水文模拟、土地规划等领域,也可以与其他地理数据进行集成分析。

数字高程模型(DEM)——知识汇总

数字高程模型(DEM)——知识汇总

一、数字高程的定义数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)是DTM中最基本的部分,它是对地球表面地形地貌的一种离散的数学表达。

DEM表示区域D上的三维向量有限序列,用函数的形式描述为:V i=(X i,Y i,Z i);i=1,2,…,n式中, X i, Y i是平面坐标, Z i是(X i, Y i)对应的高程。

二、数字高程的特点1)表达的多样性,容易以多种形式显示地形信息。

2)精度的恒定,常规地图对着时间的推移,图纸将会变形,而DEM采用数字媒介,能够保持精度不变。

3)更新的实时性,容易实现自动化,实时化。

4)具有多比例尺特性。

三、数字地面模型(DTM)、数字高程模型(DEM)和数字地形模型(DGM)的区别表 1 三者的区别与联系四、数字高程数据1.来源:DEM数据包括平面和高程两种信息,常用的数据来源有:影像,现有的地形图,地球本身,其他数据源。

2.数字高程数据类型1)分辨率①.10米DEM数据全国10米数字高程模型数据,为栅格图像数据,图像分辨率为10米,数学基础采用2000国家大地坐标系(CGCS2000)及Albers投影。

数据像素值记录了点位高程。

高程值计量单位为米。

②.12.5米DEM数据12.5米DEM数据是由ALOS的PALSAR传感器采集。

该传感器具有高分辨率、扫描式合成孔径雷达、极化三种观测模式。

该数据水平及垂直精度可达12米。

ALOS(AdvancedLand Observing Satellite)卫星于2006年1月24日由日本发射升空,载有3个传感器:全色测绘体例测绘仪(PRISM),主要用于数字高程测绘;先进可见光与近红外辐射计-2(A VNIR-2),用于精确陆地观测;相控阵型L波段合成孔径雷达(PALSAR),用于全天时全天候陆地观测。

③.不同分辨率下的晕渲图对比图 1 不同分辨率下的晕渲图2)遥感测量方法a)SRTM数据SRTM(Shuttle Radar Topography Mission),由美国太空总署(NASA)和国防部国家测绘局(NIMA)联合测量。

dem的主要应用及其原理

dem的主要应用及其原理

dem的主要应用及其原理1. 什么是demDEM(Digital Elevation Model)即数字高程模型,是用于描述地表地形或地面特征的数字模型。

DEM以特定的间距和参考系统对地表进行采样,将其转换为离散的高程点。

DEM是地球表面上的每个地点的高程数值的数学表示,它在地理信息系统、地形分析和地貌研究等领域具有重要的应用。

2. dem的主要应用2.1 地理信息系统(GIS)DEM在地理信息系统(GIS)中广泛应用。

DEM可以提供地形数据,包括高程、坡度、坡向等信息,这些信息对于地理信息系统的空间分析和地貌分析非常重要。

DEM可以用于地形建模、视野分析、洪水模拟、土地利用规划等方面。

2.2 地质勘探DEM对于地质勘探有着重要的应用。

地质勘探需要了解地表地形的变化情况,DEM可以提供地形数据,帮助研究人员分析地质构造和地质过程。

DEM还可以用于地质灾害预测与评估,比如地震研究、滑坡预警等。

2.3 环境保护与资源管理DEM在环境保护与资源管理方面具有重要的应用。

DEM可以为水资源管理、土地利用规划、森林管理等提供支持。

通过DEM可以分析水域分布、土地利用状况、植被覆盖等信息,从而提供有效的决策依据,帮助环境保护与资源管理工作。

2.4 数字地形分析DEM是进行数字地形分析的基础数据。

通过DEM可以计算地形指数、坡度、坡向等地形参数。

这些地形参数可以用于地貌研究、水文模型、土地利用规划等方面。

DEM还可以进行地形剖面分析、地势分析、河流网络提取等操作,帮助研究人员深入了解地貌特征。

3. dem原理及生成方法DEM的生成方法主要有光学测量法、影像解译法、激光雷达测量法和雷达测高法等。

光学测量法使用光学仪器进行地表高程信息的测量,如全站仪、经纬仪等。

通过对地表进行测距、测角和测高的操作,可以获取地表的高程数据,从而生成DEM。

影像解译法是利用多光谱遥感影像进行地表高程信息的解译和提取。

通过对不同波段的遥感影像进行处理和分析,可以提取地表高程信息,生成DEM。

第八章 DEM分析

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。

第4章DEM表面建模

第4章DEM表面建模
• 整体内插函数通常是多项式,要求地形 采样点个数大于或等于多项式的系数数 目。此时没有唯一解,一般采用最小二 乘法求解,即要求多项式曲面与地形采 样点之间差值的平方和为最小,属曲面 拟合插值或趋势面插值。
• 虽然任何复杂曲面都可以由多项式在任 意精度上逼近,但在DEM内插中整体内 插并不常用。
缺点
(格网大小取决于DEM的应用目的),形成 覆盖整个区域的格网空间结构; • (2)利用分布在格网点周围的地形采样点内 插计算格网点的高程值; • (3)按一定的格式输出,形成该地区的格网 DEM。 • 关键环节:格网点高程的内插计算!
• 内插分类:
• (1)按数据分布
• 规则分布内插方法、不规则分布内插方法、等高线数据 内插方法
步长增大或缩小正方形边长。
逐点内插模型对数据量要求
内插函数模型 加权平均法 多层曲面叠加法 移动曲面拟合
采样点数量 4~10 4~10 >8
最小二乘拟合
>6
有限元内插
4~10
• 常用的邻域搜索区域有搜索圆和搜索正方形两种
• (1)搜索圆:
• 以当前内插点为圆心,按一定半径建立的圆形邻域, 该邻域的初始半径R可按下述经验公式确定:

4.3.3逐点内插法
• 逐点内插本质上是局部内插,但局部内插中的 分块范围一经确定,在整个内插过程中其大小、 形状和位置是不变的,凡是落在该块中的内插 点,都用该块的内插函数进行计算。
• 逐点内插法的邻域范围大小、形状、位置乃至 采样点个数随内插点的位置而变动,一套数据 只用来进行一个内插点的计算。
• (2)内插范围 • 整体内插方法、局部内插方法、逐点内插方法 • (3)内插曲面与采样点关系 • 纯二维内插、曲面拟合内插 • (4)内插函数性质 • 多项式内插:线性内插、双线性内插、高次多项式插值; • 样条内插;有限元内插;最小二乘配置内插 • (5)地形特征理解

dem工作原理

dem工作原理

DEM(Disk Encryption Module)是一种用于对存储设备上的数据进行加密的技术。

它可以用于保护数据免受未经授权的访问,即使存储设备被盗或遗失,也能确保数据的安全性。

DEM 的工作原理通常包括以下几个步骤:
1. 加密和解密算法:DEM 使用加密算法对数据进行加密,以确保只有授权的用户才能解密和访问数据。

常见的加密算法包括对称加密算法(如AES)和非对称加密算法(如RSA)。

2. 密钥管理:DEM 使用密钥来加密和解密数据。

密钥的生成、存储和管理是DEM 的一个重要部分。

通常,用户需要提供密码或密钥来解锁存储设备上的数据,同时密钥也需要安全地存储以防止未经授权的访问。

3. 加密存储:DEM 会对存储设备上的数据进行加密,包括整个硬盘、分区或者特定的文件。

加密后的数据在存储设备上呈现为一系列看似随机的字节,只有在经过正确的解密过程后才能还原为可读的数据。

4. 访问控制和认证:DEM 通常需要用户提供密码、PIN 码、或者其他形式的身份验证信息来解锁存储设备,以获取解密数据的权限。

这样可以确保只有授权的用户才能访问数据。

总的来说,DEM 的工作原理是通过加密算法对存储设备上的数据进行加密,同时需要用户提供授权信息来解锁数据,从而保护数据的安全性。

dem数据波段

dem数据波段

dem数据波段地形高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)是用于描述地面高程信息的数字模型。

DEM数据波段是指DEM数据中不同波长的光谱信息。

本文将通过对DEM数据波段的介绍,探讨其在地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)和遥感应用中的重要性和应用价值。

一、DEM数据波段的概念和特点DEM数据波段是指DEM数据中的不同波长的光谱信息。

波段是地表反射辐射能的一个可见或不可见的波长范围,通过遥感技术获取的影像数据可以包含多个波段。

DEM数据一般由激光雷达遥感技术获取,可以分为单波束和多波束两种模式。

单波束模式下,激光器只发射一束激光束照射地表,通过接收地表反射回来的激光束来获取地面的高程信息;而多波束模式下,激光器同时发射多束激光束照射地表,通过接收多个激光束反射回来的信号来获取更密集的高程信息。

DEM数据波段的特点是具有较高的分辨率和较好的精度。

通过激光雷达技术获取的DEM数据,可以实现亚米级的地面高程精度,因此在地形建模、地表变化监测、路网设计等领域有着重要应用价值。

此外,DEM数据波段还可以通过数据处理和分析,提取土地利用、植被覆盖、水体等相关信息,为环境保护、资源管理等提供科学依据。

二、DEM数据波段在GIS中的应用1. 地形分析和地貌研究DEM数据波段可以用于地形分析和地貌研究。

通过分析DEM数据中的高程值和波段信息,可以提取地形特征,如山脉、河流、平原等地貌类型的分布和变化,并实现地形参数的计算,如坡度、坡向、地势曲率等,为地理学、地质学等学科的研究提供数据基础。

2. 地表变化监测DEM数据波段可以用于地表变化监测。

通过不同时间获取的DEM数据,可以对地表的高程变化进行分析和比较。

例如,在城市建设过程中,通过对DEM数据波段进行比对,可以检测出建筑物的高度变化、水体的扩张等地表变化情况,为城市规划和资源管理提供决策依据。

dem的概念

dem的概念

dem的概念DEM的概念数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)是一种用于描述地形高度的数字模型。

它是通过采集、处理和分析地形数据而生成的,以数学方式呈现地球表面的高度变化。

一、DEM的历史数字高程模型最早出现在20世纪60年代。

当时,计算机技术和遥感技术的发展使得人们能够更好地获取和处理地形数据。

随着时间的推移,人们对DEM进行了不断改进和完善,从而使其成为现代地理信息系统(GIS)中不可或缺的组成部分。

二、DEM的应用领域1. 地形分析:DEM可以用于测量山峰、河流、湖泊等自然地物的高度和坡度,并进行三维可视化展示。

2. 水文模拟:DEM可以用于水文模拟,包括洪水预测、水资源管理等方面。

3. 建筑设计:DEM可以用于建筑设计中,包括确定建筑物位置、土地利用规划等方面。

4. 能源开发:DEM可以用于寻找适合建设风电场或太阳能发电站等新能源项目的区域。

5. 军事应用:DEM可以用于军事应用,包括地形分析、军事规划等方面。

三、DEM的数据来源1. 遥感技术:遥感技术可以通过卫星、航空器等手段获取地形数据。

2. GPS测量:GPS测量可以获取地球表面的高度和坐标信息。

3. 地形测量:地形测量可以通过实地勘察和测量方式获取地形数据。

四、DEM的制作流程1. 数据采集:通过遥感技术、GPS测量或者实地勘察方式获取地形数据。

2. 数据处理:对采集到的数据进行处理,包括去噪、插值等操作,以确保数据的准确性和完整性。

3. 数据分析:对处理后的数据进行分析,包括计算高度、坡度等参数,并生成数字高程模型。

4. 数据应用:将生成的数字高程模型应用于各个领域,如建筑设计、水文模拟等方面。

五、DEM的分类1. 根据分辨率分类:(1)全球DEM:全球覆盖范围广,但分辨率较低;(2)区域DEM:覆盖范围局限于一定范围内,但分辨率较高。

2. 根据精度分类:(1)绝对精度DEM:具有较高的精度和准确性,可用于工程测量、地图制图等方面;(2)相对精度DEM:精度相对较低,但可以用于大范围的地形分析和建筑设计等方面。

DEM数字高程模型

DEM数字高程模型

概述:TIN的三角剖分
概述:TIN模型的存储方式
No X
Y
Z
1 90.0 10.0 43.5
2 50.7 10.0 67.3
3 67.2 23.9 62.6
::
:
:
10 10.0 90.0 81.0
概述:TIN模型的表现
概述:TIN小结
●表示方法:将区域划分为相邻的三角面网络,区 域中任意点都将落在三角面顶点、线或三角形内。 落在顶点上其高程与顶点相同;落在线上则由两个 顶点线性插值得到;落在三角形内则由三个顶点插 值得到。 ●生成方法:由不规则点、矩形格网或等高线转换 而得到。 ●TIN允许在地形复杂地区收集较多的信息,而在 简单的地区收集少量信息,避免数据冗余。 ●对于某些类型的运算比建立在数字等高线基础上 的系统更有效,如坡度、坡向等的计算。
●现有地图数字化:对已有地图上的信息(如等 高线)进行数字化。
●地面测量:利用自动记录的测距经纬仪在野外 实地测量。
●空间传感器:利用GPS,结合雷达和激光测高 仪采集数据。
数字摄影测量采样点的选取
●沿等高线采样:主要用于山区采样。 ●规则网格采样:按规则矩形网格进行采样, 可直接生成规则矩形格网的DEM数据。 ●渐进采样:根据地形使采样点合理分布, 即平坦地区采样点少,地形复杂区采样点多。 ●选择采样:根据地形特征进行采样,如沿 山脊线、山谷线等进行采集。 ●混合采样。 注意:所有采集的数据都要按一定的
TIN(Triangulated Irregular Network)表示法利 用所有采样点取得的离散数据,按照优化组合的原则, 把这些离散点(各三角形的顶点)连接成相互连续的三 角面(在连接时,尽可能地确保每个三角形都是锐角 三角形或是三边的长度近似相等—Delaunay)。

测绘技术DEM生成方法

测绘技术DEM生成方法

测绘技术DEM生成方法随着科技的发展,测绘技术在各个领域得到了广泛应用。

数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)作为测绘技术的重要组成部分,被广泛用于地理信息系统(GIS)、土地利用规划、自然资源管理等方面。

本文将介绍一些常见的DEM生成方法,旨在为读者提供更全面的测绘技术知识。

1. 光学遥感技术光学遥感技术是常用的DEM生成方法之一。

该技术通过搭载在航天器上的摄像设备,对地球表面进行拍摄和采集。

通过对拍摄图像的处理和解译,可以得到地表的三维模型。

在光学遥感技术中,常用的方法包括立体像对法、立体像片法和航空摄影测量。

2. 激光测距技术(LiDAR)激光测距技术是一种利用激光器发射激光束对地面进行测距的方法。

在激光测距技术中,常用的设备是激光雷达。

激光雷达通过发射激光束,然后接收反射回来的信号,根据信号的时间差计算出物体到激光雷达的距离。

通过对大量的激光测距数据进行处理,可以生成DEM。

3. 雷达干涉测量技术雷达干涉测量技术是利用雷达波束的干涉形成DEM的一种方法。

这种方法需要两个或多个雷达进行测量,通过对比不同时刻的雷达波束信号相位的变化,计算出地面的高程信息。

雷达干涉测量技术具有高精度和大范围测量的优势,尤其适用于监测地壳变形等需要高精度的应用。

4. 合成孔径雷达(SAR)合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)是一种利用雷达波束合成形成高分辨率图像的技术。

在DEM生成中,SAR可以通过对拍摄的雷达图像进行处理和解译,得到地表的高程信息。

SAR技术具有天气无关、全天候的特点,适用于地形起伏复杂、森林覆盖密集的地区。

此外,还有其他一些方法可用于DEM生成,如插值方法和数学模型方法等。

插值方法利用已知点的高程信息,通过数学插值计算出未知点的高程信息。

数学模型方法则是基于地形形态的数学模型,通过对模型进行求解,得到地表的高程信息。

DEM基础知识整理

DEM基础知识整理

DEM基础知识DEM即地面数字高程Digital Terrain Model, 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。

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。

数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型。

高程是地理空间中的第三维坐标。

数学表达为:z = f(x,y)DEM是DTM的一个子集,是DTM的基础数据,最核心部分,可以从中提取出各种地形信息,如高度、坡度、坡向、粗糙度,并进行通视分析,流域结构生成等应用分析。

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。

数字高程模型是地形曲面的数字化表达,就是说,DEM是在计算机存储介质上科学、真实地描述、表达和模拟地形曲面实体,因此它的建立实际上是一种地形数据的建模过程。

DEM的建立首先要对地形曲面进行抽象、总结和提炼,形成高度概括的地形曲面数据模型,然后在此数据模型基础上,将观测数据按照一定的结构组织在一起,形成对数据模型的表述,最后借助计算机实现数据管理和地形重建。

1.DEM质量评价标准保凸性:若逼近面与实际曲面的波动次数相等或接近,而且两者对应的脊线、谷线位置和走向基本一致,则保凸性好,反之保凸性差。

逼真性:逼近面F(x,y)和实际地形曲面f(x,y)对应点之间应满足关系式:MAX|f(x,y)-F(x,y)|≤σ,则认为逼近面达到逼真性要求。

光滑性:光滑性是指曲线上切线方向变化的连续性,或者说曲线上曲率的连续性。

曲线的平顺性指曲线上没有太多的拐点。

DEM文件格式总结

DEM文件格式总结

DEM文件格式总结DEM(Digital Elevation Model)指的是数字高程模型,是用于描述地形的一种常见的地理数据格式。

DEM数据主要包含地表的高度信息,通过使用不同的测量技术和数据处理方法,可以得到不同精度和分辨率的DEM数据。

DEM数据在许多领域中被广泛应用,如地质勘探、环境模拟、土地规划等。

1. ArcGRID: ArcGRID是Esri ArcGIS软件的一种DEM文件格式,采用栅格数据结构存储地形高度信息。

ArcGRID文件可以包含多层栅格数据,每一层代表一种地理现象的高程信息。

2. ASCII Grid: ASCII Grid是一种基于文本的DEM文件格式,对高程数据进行了简单的文本编码。

每一行代表一个栅格单元,以空格或制表符进行分隔,高程值以ASCII字符表示。

3. BIL/BSQ/BIP: BIL(Band Interleaved by Line)、BSQ(Band Sequential)和BIP(Band Interleaved by Pixel)是一组类似的二进制DEM文件格式,广泛用于大规模DEM数据的存储和处理。

BIL/BSQ/BIP文件将多波段DEM数据按线、按波段或按像素进行存储。

4. DTED: DTED(Digital Terrain Elevation Data)是一种用于描述数字地形的标准DEM文件格式,由美国国防部开发。

DTED文件提供了多个层次的地形高程数据,可实现不同分辨率和精度的数据访问和查询。

5. Geotiff: Geotiff是一种带有地理信息的图像文件格式,可以用于存储栅格数据,包括DEM数据。

Geotiff文件采用标准的图像文件结构,并在文件头中嵌入了地理坐标和投影信息。

6.GTOPO30:GTOPO30是由美国地质调查局制作的一种全球30弧秒分辨率的DEM数据集。

GTOPO30数据以二进制格式存储,每个文件代表一块特定区域的高程数据。

DEM地形因子提取

DEM地形因子提取

DEM地形因子提取DEM(Digital Elevation Model)是指数字高程模型,通过将地表高程数据进行数字化处理,构建出来的地形数据模型。

DEM地形因子的提取是对DEM数据进行分析和处理,从中提取出一系列反映地形特征的参数或指标,用于地貌研究、水文模拟、地质勘探等领域。

1.高程因子:高程是指地表其中一点与一个确定的基准面的垂直距离。

高程因子主要是用来表示地形的海拔高度,通常以米为单位。

高程可以通过全球定位系统(GPS)或激光雷达等遥感技术获取,也可以通过实地测量获得。

2.坡度因子:坡度是指地表上两点之间的垂直距离和水平距离之比。

坡度因子可以用来衡量地表的陡峭程度,是地形分析和水文模拟中常用的指标。

坡度的计算方法有很多种,最简单的方法是使用两点之间的高差和水平距离进行计算。

3.坡向因子:坡向是指地表上其中一点相对于水平面的方向。

坡向因子可以表达地表的朝向特征,具有重要的地貌学意义。

坡向的计算方法有很多种,常用的方法是使用坡度和坡向角度进行计算。

4.流域面积因子:流域面积是指其中一点上游汇入该点的所有河流流域面积之和。

流域面积因子主要是用来描述河流的排水系统,是水文模拟和洪水预测中常用的指标。

流域面积可以通过DEM数据进行计算,常用的方法是根据流域边界进行面积统计。

5.曲率因子:曲率是指地表在其中一点的曲率半径。

曲率因子主要是用来描述地表的起伏变化,对地形研究和土地利用规划有很大的意义。

曲率的计算方法有很多种,最常用的方法是使用高程数据进行计算。

6.等高线密度因子:等高线密度是指在一定范围内等高线的数量和长度。

等高线密度因子可以用来反映地形的起伏程度和地貌类型。

等高线密度的计算方法是将DEM数据转换为等高线数据,然后统计等高线的数量和长度。

除了以上提到的几个常见的DEM地形因子,还有很多其他的因子可以从DEM数据中提取出来,如凸性、凹性、坡谷密度、地形湿度等。

这些地形因子的提取方法都有一定的理论基础和计算流程,需要根据具体应用进行选择和计算。

dem精度指标

dem精度指标

dem精度指标
数字高程模型(DEM)的精度指标主要有绝对精度和相对精度。

绝对精度是指DEM中每个高程点与其真实地面高程之间的差异,它表示DEM数据与实际地形之间的偏差或误差。

绝对精度通常以水平方向和垂直方向的误差来衡量,常用的单位是米或其他合适的长度单位。

相对精度是指DEM中不同位置之间高程点之间的精度关系,它描述了DEM中高程点之间的相对准确性和一致性。

相对精度通常通过高程点之间的高程差异来衡量,较高的相对精度表示DEM中的高程点之间具有较小的差异,保持了地形的相对形态和几何关系。

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10.3 DEM数据网格化

将离散DEM数据经插值计算转换为格网DEM数据的 过程称为DEM数据网格化,也就是说,需要用离散 的观测点值去估算未知的格网点的值
10.4 网格化插值方法

(1)移动平均插值法 (2)距离平方倒数加权法 (3)趋势面拟合技术 (4)样条函数插值法 (5)克立金法插值法
10.5 DEM的表示方法

10.5.1 高程矩阵 10.5.2 不规则三角网
10.5.1 高程矩阵
DEM最普通的形式是高程矩阵或规则矩形格网, 其生成可有三种方法:



高程数据直接由解析立体测图仪从立体航片上 定量测量(Kelly等1977)。 高程矩阵也可由规则或不规则离散数据点内插 产生。 等高线内插生成高程矩阵(格拉茨地面模型)

相对辐射量
RF = cos (A - AS) sinS cosAH + cosS sinAH
照明值计算
0<RF<1, IF = RF * 255
10
地形制图:透视地图
11
透视地图制作


将地形模型分割成三角形片面 确定视点位置和观察方向,对地面进行 图形变换 可见面识别 根据光照模型计算可见表面亮度和色彩 (纹理映射) 显示可见三角形表面(消隐)
10.5.2 不规则三角网


不规则三角网(TIN)是由Peuker和他的同事(1978) 设计的一个系统,它是由不规则分布的数据点连成的 三角网组成,三角面的形状和大小取决于不规则分布 的观测点或称结点的密度和位置。 首先在所有可能的线段中寻找最短的一条,用它作为 第一个三角形的基线。选出到这条基线两端的距离之 和为最小的那一点作为三角形的顶点。接着,搜索次 最短线段作为下一个三角形的基线。这样可使作为先 前生成的三角形的一部分而被存贮起来的诸边不再被 选取为基线。再寻找一个顶点,把新发现的各边存贮 起来,这个过程反复进行,直到所有的数据点被三角 形的各边都连接起来为止。
12
地图制图:分层设色
13
10.2 DEM数据分布特征

10.2.1 格网数据 10.2.2 离散数据
10.2.1 格网数据


把DEM覆盖区划分成为规则格网,每个网格大 小和形状都相同,用相应矩阵元素的行列号 来实现网格点的二维地理空间定位,第三维 为特性值,可以是高程和属性。对于规则网 来说,仅用z的矩阵数据来描述地理场,其对 应的平面坐标位置数据蕴含在向量序列关系 之中, n 个数据观测点的数据记录个数也为 n , 用公式表示如下: DEM={zij}
10.2.2 离散数据

离散数据 DEM 的平面二维地理空间定位由不规则分布的离散样点平面坐 标实现,第三维仍为高程和属性特性值。每个离散数据的记录必须使用 三项数据,分别记录其坐标值x,y和特性值z,这样,n个离散数据点的 数据记录个数为3n个。例如人工地震勘探则通常布设多条测线读取有关 地层结构的数据(图9-2-1b);航磁一般沿测线观测,沿测线的测点密 度远大于测线间隔的密度,并且测线也并不是等间距的直线(图 9-21c);分散流数据常按一定的采样密度沿水系随机采样(图9-2-1d); 更多的数据,如气象、水文以及其它地理抽样调查等呈不规则分布(图 9-2-1e)。
地形分析基础数据
散点DEM
三角网DEM
等高线DEM
地形表达:等高线
6
DEM上等高线制作原理 —以TIN为例



内插等值点 寻找等高线的线头和线未 追踪等高线 光滑 等高线注记
7
地形制图:剖面线
8
地形制图:地貌晕渲法
9
地貌晕渲图制作

影响因子
太阳方位角AS:光源来向(顺0-360) 太阳高度角AH:光线与地面夹角(0-90) 坡度S、坡向A
10 数字高程模型


10.1 10.2 10.3 10.4 10.5
数字高程模型概念 DEM数据分布特征 DEM数据网格化 网格化插值方法 DEM的表示方法
概论

数字地面模型于1958年提出,特别是基于 DEM的GIS空间分析方法的出现,使传统的地
形分析方法产生了革命性的变化,数字地形
分析方法逐步形成和完善。目前,基于DEM 的数字地形分析已经成为GIS空间分析中最具 特色的部分,在测绘、遥感及资源调查、环 境保护、城市规划、灾害防治及地学研究各
方面发挥越来越重要的作用。
2
10.1 数字高模型概念

数字高模型(Digital Elevation Model ),简称DEM,是以数 字的形式按一定结构组织在一起,表示实际地形特征空间分布的 数字模型,也是地形形状大小和起伏的数字描述。 DEM的核心是 地形表面特征点的三维坐标数据和一套对地表提供连续描述的算 法,最基本的DEM是由一系列地面点x,y位置及其相联系的高程Z 所组成,用数学函数式的表达是: Z=f(x,y),(x,y)∈DEM所在 的区域。尽管DEM是为了模拟地面起伏而发展起来的,但也可以 用来模拟其他二维表面上连续变化的特征,比如说还可以表示地 面景观的属性,地面温度、降水、地球磁力、重力、土地利用、 土壤类型等其它地面特性信息,此时的DEM也称为数字地形模型 (Digital Terrain Models),简称DTM。关于DTM和DEM的含义, 无论在国外或国内文献中都存在着不同的理解, DTM包含着地面 起伏和属性两个含义,所以DEM和DTM是有区别的。
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