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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数据获取方法资料
DEM数据获取方法资料地形高程模型（Digital Elevation Model，简称 DEM）是地理信息系统（Geographical Information System，简称 GIS）中一种常用的地理数据类型，表示地球表面的高程信息。
DEM数据广泛应用于地形分析、自然资源管理、地质研究、水文模拟、城市规划等领域。
本文将介绍DEM数据的获取方法。
一、遥感获取方法：1.光学遥感技术：利用航空或卫星搭载的相机，采集地表的光学图像。
通过影像匹配、三角测量等技术手段，可以获取DEM数据。
光学遥感技术通常分为两种：一种是航空摄影，一种是卫星遥感。
航空摄影主要采用低空飞行的方式，分辨率较高，适用于较小范围的地形获取；卫星遥感则可以覆盖大范围的地区，但分辨率较低。
2.雷达遥感技术：利用雷达在地表和物体间相互反射，测量地形的高程信息。
雷达遥感技术可以在云层和夜间等恶劣条件下工作，具有全天候、全天时的优势。
雷达遥感数据可以通过反射、多频和干涉等技术处理，得到高精度的DEM数据。
3.激光遥感技术：利用激光束在地表和物体间反射，测量地面的距离信息。
激光遥感技术通常通过激光测距仪获取地表的高程信息，然后通过GPS定位和惯性测量单元确定传感器的位置和姿态。
激光遥感技术具有高精度、高分辨率和高效率的特点，已成为获取DEM数据的主流方法。
二、测量获取方法：1.全站仪测量：全站仪是一种测量仪器，可以通过测量地面上的点的三维坐标，获取地面的高程信息。
全站仪测量通常需要精确的测量点布设和复测，适用于小范围和高精度的地形获取。
2.扫描测量：利用扫描仪在地面上扫描并记录物体表面的形状，然后通过数据处理，得到地面的高程信息。
扫描测量可以采用激光扫描仪、光学扫描仪等不同的仪器，可以获得高分辨率和高精度的DEM数据。
3. GNSS测量：GNSS（全球导航卫星系统）是通过卫星系统提供全球定位和时间服务的系统，包括GPS（全球定位系统）、GLONASS（格洛纳斯）和Galileo（伽利略）等多个系统。
DEM数据获取方法资料
DEM数据获取方法资料DEM（Digital Elevation Model）数字高程模型是通过测量和计算地球表面的高程数据而生成的一种地形表面的模型。
DEM数据广泛应用于地形分析、地貌与水文模拟、三维可视化、地球科学研究、环境规划等领域。
获取DEM数据的方法主要有空间遥感技术、测绘技术和数值高程模型。
一、空间遥感技术获取DEM数据1.激光雷达（LiDAR）技术：激光雷达技术通过激光的脉冲反射来测量地表的高程，能够高精度地获取地形数据。
激光雷达设备搭载在航空器或地面车辆上，通过扫描地面并记录雷达返回的信号，高效地获取大面积DEM数据。
2.雷达干涉（InSAR）技术：雷达干涉技术利用合成孔径雷达成像来测量地表的形变和高程变化。
通过使用两个或多个雷达图像，可以计算地表的高程信息，并生成DEM数据。
这种技术可以应用于大面积的地表变形监测和地形测量。
3.卫星测高：卫星测高技术通过卫星载荷接收和处理地表的雷达回波信号，测量地表的高程，并生成高精度DEM数据。
这种方法适用于获取大范围的DEM数据，但精度相对较低。
二、测绘技术获取DEM数据1.地面测量：地面测量是通过在地面上放置测量仪器，通过测量角度、距离和高程来获取地表的高程信息。
常见的地面测量方法包括全站仪、GPS测量等，可以获取高精度的局部DEM数据。
2.摄影测量：摄影测量是通过航空或航天平台上的相机拍摄地面的图像，并通过图像处理和测量方法来推算地表的高程信息。
该方法适用于中等精度的大范围DEM数据获取。
3.地形测绘：地形测绘是通过现场勘测和测量获取地形数据，包括通过地形测图、地形描图和地形探测来获得地表高程数据。
这种方法适用于小范围和高精度的DEM数据获取。
三、数值高程模型获取DEM数据1.数学建模：数学建模是通过现有地表高程数据进行数学建模和插值方法来推算出没有测量点的地表高程数据。
常用的数学建模方法包括三角网格插值、反距离权重插值等，可以较好地还原地表的高程。
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复习资料
dem复习资料DEM复习资料DEM（Digital Elevation Model）是数字高程模型的缩写，它是一种用于描述地球表面高程信息的数学模型。
DEM广泛应用于地理信息系统（GIS）、地形分析、地貌研究等领域。
本文将从DEM的定义、获取方法、应用领域以及未来发展等方面进行探讨。
一、DEM的定义与原理DEM是通过一系列测量或遥感技术获取地面高程数据，并以数字形式进行表示的模型。
它通常以栅格形式存储，每个栅格单元表示一个特定区域的高程值。
DEM的原理是基于地面高程的测量和采样，通过测量地面上各个点的高程，再利用插值算法将离散的高程数据转化为连续的高程表面。
二、DEM的获取方法1. 激光雷达测量法：激光雷达通过发射激光束并接收反射回来的信号，可以快速获取大范围的高程数据。
这种方法精度高，适用于大面积地形测量，如航空激光雷达。
2. 全球定位系统（GPS）测量法：利用GPS接收机测量地面上各个点的经纬度和高程信息，通过多点定位和差分定位可以获取高精度的DEM数据。
3. 遥感影像解译法：利用卫星或航空遥感影像进行解译和分析，通过解译地物特征、阴影和纹理等信息，推导出地面高程数据。
4. 光学测量法：利用光学仪器测量地面上各个点的高程，如全站仪、水准仪等。
这种方法精度较高，但需要人工操作，适用于小范围测量。
三、DEM的应用领域1. 地形分析：DEM可以用于地形参数计算，如坡度、坡向、地形曲率等，帮助研究地貌形态、地表水文过程等。
2. 地质勘探：DEM可以用于地质构造解析、地质剖面绘制和地质灾害评估等，为地质勘探提供基础数据。
3. 水资源管理：DEM可以用于水文模拟、洪水预测和水资源评估等，对水资源管理和防洪减灾具有重要意义。
4. 城市规划：DEM可以用于城市地形分析、地形剖面绘制和三维城市模型构建，为城市规划和土地利用提供参考依据。
5. 生态环境研究：DEM可以用于生态环境评价、植被分布模拟和生态系统服务价值评估等，为生态环境保护和可持续发展提供支持。
DEM复习资料
格网内插等高线专题搜索并确定格网边上的等高线点高程值；为了在整个DEM范围内跟踪等高线，首先根据格网DEM最低点的高程Z min和最高点的高程Z max求的最低等高线h min和最高等高线h max，然后再由低到高（或由高到低）逐条对等高线搜索和跟踪；设等高距为△h，则最低和最高等高线的高程为：h min=[Z min// △ h+1]* △ hh max=[Z max// △ h]* △ h式中的“//”表示整除，即对计算结果取整如：最低点高程为1282米，则h min为1400m最高点高程为2248m，则h max为2200m其中△h为200m.搜索等高线的算法是：分别遍历所有格网单元的水平边和竖直边（从上到下，从左到右），找到等高线起点所在的边和对应的格网单元；跟踪等高线的算法是：判断等高线在该单元中的出口边，并将处理单元移至出口边所在的新格网单元。
依次跟踪下去，直至等高线回到起点或达到DEM边缘为止。
由于开曲线的起点位于DEM格网上的外围上，所以从格网边缘进行搜索。
1.判断格网一条边是否与等高线相交：检查该格网这条边的端点的高程值是否包含这条等高线的高度值h。
假设格网这条边两个端点的高程分别为：Zp1和Zp2,判断公式为：Zp1>=h>= Zp2 或Zp1<=h<= Zp2 （相交）否则（不相交）也就是说：（Zp1 - h ）*（Zp2 - h ）<=0等式成立，等高线通过格网（相等时为过各网点），否则，高等高线不穿越此边。
在P1P2上确定高程为H的等高线位置时，一般采用的是线性插。
即：3.等高线跟踪，出口边的寻找与确定：跟踪等高线的一个基本原则是一个格网单元的出口自然是下一个相邻格网单元的进入边。
如图所示，假设等高线从位于Ｂ网格的下方即Ｐ1P2边进入格网D，边p1p2即为B格网的出口边，有时D格网的进入边。
进入格网D后，有3个可能的出口，依次是左、下、右边。
DLG、DRG、DEM、DOM 的介绍
DLG数字线划地图(DLG, Digital Line Graphic)：是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。
>在世字测图中，最为常见的产品就是数字线划图，外业测绘最终成果一般就是DLG。
该产品较全面地描述地表现象，目视效果与同比例尺一致但色彩更为丰富。
本产品满足各种空间分析要求,可随机地进行数据选取和显示,与其他信息叠加,可进行空间分析、决策。
其中部分地形核心要素可作为数字正射影像地形图中的线划地形要素。
数字线划图DLG.jpg。
数字线划地图(DLG)是一种更为方便的放大、漫游、查询、检查、量测、叠加地图。
其数据量小，便于分层，能快速的生成专题地图，所以也称作矢量专题信息DTI（Digital Thematic Information）。
此数据能满足地理信息系统进行各种空间分析要求，视为带有智能的数据。
可随机地进行数据选取和显示，与其他几种产品叠加，便于分析、决策。
数字线划地图(DLG)的技术特征为：地图地理内容、分幅、投影、精度、坐标系统与同比例尺地形图一致。
图形输出为矢量格式，任意缩放均不变形。
生产技术原始资料主要采用：外业数据采集、航片、高分辨率卫片、地形图等。
制作方法：1)数字摄影测量、三维跟踪立体测图。
目前，国产的数字摄影测量软件VintuoZo系统和JX-4C才DPW系统都具有相应的矢量图系统，而且它们的精度指标都较高。
其中VintuoZo系统有工作站版和NT版两种，而JX-4C DPW系统只有NT版一种。
2)解析或机助数字化测图。
这种方法是在解析测图仪或模拟器上对航片和高分辨率卫片进行立体测图，来获得DLG数据。
用这种方法还需使用GIS或CAD等图形处理软件，对获得的数据进行编辑，最终产生成果数据。
3)对现有的地形图扫描，人机交互将其要素矢量化。
目前常用的国内外矢量化软件或GIS和CAD软件中利用矢量化功能将扫描影像进行矢量化后转入相应的系统中。
最新DLG、DRG、DEM、DOM 的介绍资料
DLG数字线划地图(DLG, Digital Line Graphic)：是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。
>在世字测图中，最为常见的产品就是数字线划图，外业测绘最终成果一般就是DLG。
该产品较全面地描述地表现象，目视效果与同比例尺一致但色彩更为丰富。
本产品满足各种空间分析要求,可随机地进行数据选取和显示,与其他信息叠加,可进行空间分析、决策。
其中部分地形核心要素可作为数字正射影像地形图中的线划地形要素。
数字线划图DLG.jpg。
数字线划地图(DLG)是一种更为方便的放大、漫游、查询、检查、量测、叠加地图。
其数据量小，便于分层，能快速的生成专题地图，所以也称作矢量专题信息DTI（Digital Thematic Information）。
此数据能满足地理信息系统进行各种空间分析要求，视为带有智能的数据。
可随机地进行数据选取和显示，与其他几种产品叠加，便于分析、决策。
数字线划地图(DLG)的技术特征为：地图地理内容、分幅、投影、精度、坐标系统与同比例尺地形图一致。
图形输出为矢量格式，任意缩放均不变形。
生产技术原始资料主要采用：外业数据采集、航片、高分辨率卫片、地形图等。
制作方法：1)数字摄影测量、三维跟踪立体测图。
目前，国产的数字摄影测量软件VintuoZo 系统和JX-4C才DPW系统都具有相应的矢量图系统，而且它们的精度指标都较高。
其中VintuoZo系统有工作站版和NT版两种，而JX-4C DPW系统只有NT版一种。
2)解析或机助数字化测图。
这种方法是在解析测图仪或模拟器上对航片和高分辨率卫片进行立体测图，来获得DLG数据。
用这种方法还需使用GIS或CAD等图形处理软件，对获得的数据进行编辑，最终产生成果数据。
3)对现有的地形图扫描，人机交互将其要素矢量化。
目前常用的国内外矢量化软件或GIS和CAD软件中利用矢量化功能将扫描影像进行矢量化后转入相应的系统中。
DEM(MapGIS)
DTM与DEM的概念
地理空间实质是三维的，只是人们通常在二维地理空间 上描述和分析空间的分布。
• 概念
河 南 理 工 大 学 测 绘 学 院
– 数字地面模型（Digital Terrain Model， DTM）：描述地面特性的空间分布的 有序数值阵列。 • 例如高程、土地权属、地价、土壤类别、 岩层深度及土地利用等其它地面特性信 息的数据。
10）与GIS联合进行空间分析；
11）虚拟现实(Virtual Reality)； 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 返回 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。
DEM建立
1、数据获取与处理
1）数据采集
选点采集
河 南 理 工 大 学 测 绘 学 院
建立几 何模型
透视 变换
隐藏线、 面的消除
图形 输出
开放式图形 大 学 测 绘 学 院
部分图片摘自张超主 编的《地理信息系统 教程》所配光盘
4、地貌晕渲图绘制
河 南 理 工 大 学 测 绘 学 院
资料来源于张超主编的《地理信息系统教程》所配光盘
4、模拟飞行
河 南 理 资料来源于 工 张超主编的 大 《地理信息 学 系统教程》 所配光盘 测 绘 学 院
3）立体像对法
河 南 理 工 大 学 测 绘 学 院
资料来源于张超主编的《地理信息系统教程》所配光盘
4）等值线插值法
河 南 理 工 大 学 测 绘 学 院
三、DEM 的应用
（一） 基于DEM的信息提取
1、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。 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
测绘地形图术语描述
数字高程模型DEMDEM，（Digital Elevation Model，缩写DEM）是一定围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是描述包括高程在的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在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插计算获得。
建立DEM的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插生成DEM等方法。
DEM插方法很多,主要有分块插、部分插和单点移面插三种。
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)。
然后在TIN基础上通过线性和双线性插建DEM。
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。
DLG、DRG、DEM、DOM相关知识
DLG数字线划地图(DLG, Digital Line Graphic)：是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。
>在世字测图中，最为常见的产品就是数字线划图，外业测绘最终成果一般就是DLG。
该产品较全面地描述地表现象，目视效果与同比例尺一致但色彩更为丰富。
本产品满足各种空间分析要求,可随机地进行数据选取和显示,与其他信息叠加,可进行空间分析、决策。
其中部分地形核心要素可作为数字正射影像地形图中的线划地形要素。
数字线划图DLG.jpg。
数字线划地图(DLG)是一种更为方便的放大、漫游、查询、检查、量测、叠加地图。
其数据量小，便于分层，能快速的生成专题地图，所以也称作矢量专题信息DTI （Digital Thematic Information）。
此数据能满足地理信息系统进行各种空间分析要求，视为带有智能的数据。
可随机地进行数据选取和显示，与其他几种产品叠加，便于分析、决策。
数字线划地图(DLG)的技术特征为：地图地理内容、分幅、投影、精度、坐标系统与同比例尺地形图一致。
图形输出为矢量格式，任意缩放均不变形。
生产技术原始资料主要采用：外业数据采集、航片、高分辨率卫片、地形图等。
制作方法：1)数字摄影测量、三维跟踪立体测图。
目前，国产的数字摄影测量软件VintuoZo系统和JX-4C才 DPW系统都具有相应的矢量图系统，而且它们的精度指标都较高。
其中VintuoZo系统有工作站版和NT版两种，而JX-4C DPW系统只有NT版一种。
2)解析或机助数字化测图。
这种方法是在解析测图仪或模拟器上对航片和高分辨率卫片进行立体测图，来获得DLG数据。
用这种方法还需使用GIS或CAD等图形处理软件，对获得的数据进行编辑，最终产生成果数据。
3)对现有的地形图扫描，人机交互将其要素矢量化。
目前常用的国内外矢量化软件或GIS和CAD软件中利用矢量化功能将扫描影像进行矢量化后转入相应的系统中。
数字高程（DEM）模型期末复习资料
数字⾼程（DEM）模型期末复习资料数字⾼程模型（DEM）期末复习资料第⼀章1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。
2 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。
3 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。
4 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。
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。
DEM数字高程模型
基于DEM的可视化分析
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。由此 可形成属性值为0和1的格网或三角网。对此以0.5为 值追踪等值线，即得到以O为观察点的通视图。 b、以观察点O为轴，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。
等高线插值法
三、DEM的应用
概述应用： 1、三维景观 2、数码城市和虚拟现实 3、DEM在工程上的应用 应用算法： 1、基于DEM的信息提取 2、等高线的绘制 3、基于DEM的可视化分析
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
2、如不改变格网大小,则无法适用于起 伏程度不同的地区； 3、对于某些特殊计算如视线计算时，格 网的轴线方向被夸大； 4、由于栅格过于粗略，不能精确表示地 形的关键特征,如山峰、洼坑、山脊等；
概述：不规则三角网(TIN)
●不规则三角网(TIN)表示法克服了高程矩阵中冗 余数据的问题，而且能更加有效地用于各类以DTM 为基础的计算。但其结构复杂。
概述：DEM 与 DTM的区分
●数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)：研究地面起伏。 ●数字地形模型(Digital Terrain Model，DTM)：含有地面起伏和属 性(如坡度、坡向等)两个含义，是DEM 的进一步分析。
概述：DEM的表示方法
●使用三维函数模 拟复杂曲面； ●将一个完整曲面 分解成方格网或面 积上大体相等的不 规则格网，每个格 网中有一个点的观 测值，即为格网值； ●适用于曲面插值 来表示地下水或土 壤的特性；
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关于测绘4D产品中DEM与激光点云的一些资料
郝毅枫
（不规则三角网（TIN）DEM + 表面封装 + 高程渲染）（地面坡向模型（DTM））
什么叫DEM？
要想搞明白这个问题，必须先知道什么叫DTM。
DTM最初是为了高速公路中的自动设计提出来的（Miller,1956）此后被用来各种线路选线（铁路、公路、输电线）的设计以及各种工程的面积、体积、坡度的计算，任意两点的通视判断和断面图绘制，在测绘中被用来绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图、制作正射影像和地图修测，洪水险情分析预报，电子沙盘，导航导弹制导等。
又叫数字地形模型，是用数字的手段去描述地形表面形态属性信息。
也就是说这个模型里既有平面位置（X,Y）的描述，还得有地形表面形态属性的描述。
这里又衍生了一个概念：什么信息属于地形表面形态属性？我们容易搞混的也就在这里。
据百度所得，地面坡度、地面坡向、地表粗糙程度、地表高程等都属于地形表面形态属性。
也就是说DTM模型中X和Y确定后，Z值可以有好多种。
而当Z值表达的是高程时的DTM又叫做DEM。
DTM包括DEM，DEM属于DTM的一种。
目前常用的DEM表示方法共有等值线DEM、不规则三角网（TIN）DEM、规则格网DEM三种。
（不规则三角网（TIN））
（规则格网DEM）
（等值线DEM）
制作DEM的方法有几种？
DEM的核心是：在符合测绘比例尺图示取舍要求的前提下尽可能的准确表示出地面高程变化。
方法均为关键点线面的提取。
现有的方法包括以下4种：
航空摄影测量立体测图：
通过航测专业软件，实现立体测图效果，在立体环境中采集关键点线面等矢量数据，因为立体测图时绘制的坎、堤、河、塘、路和等高线均有高程属性，结合空三加密后内插的高程点数据相互结合就可以制作DEM。
已有矢量图编绘制作：
纸质的地形图可以通过矢量化工序制作成矢量图，矢量图中的关键点线面数据是已有的，但除等高线外其他图示符号均没有高程属性，所以我们有两个关键任务：一是对地形图进行取舍，只保留DEM制作所需的关键地形点线面；二是对保留后的数据进行高程赋值，增加高程属性。
然后就可制作DEM。
外业数字测图制作：
严格按照制作DEM所需地形要素进行外业采集，之后与前两种方法是一样的技术路线。
这三种DEM的生产流程略有差异，但其后期的修改编辑却是一样的，由于制作DEM的数据源是地形图成果，造成DEM有误的问题为：检查数据是否取舍得当、所有位置的点线矢量是否存在高程矛盾、有无重复叠加矢量数据。
解决办法是按照图示要求检查图内数据并在二维视图中进行线画图的修改编辑，无误后重新生
成DEM。
激光点云制作DEM：
这种方法的数据源为大规模的空间点云数据。
依靠密集地面点数据可以更细腻的表达出地形起伏，但怎么得到准确的地面点数据从而流畅的制作出漂亮的DEM则是技术核心。
这里是三个问题：
怎样得到准确的地面点？
只要设备合格和采集流程规范，我们华测的设备就可以生产出精度符合测绘标准的点云数据。
那么点位可以保证准确，但要确保得到的是地面点就需要软件和人工进行交互分类，从而区分出每个激光点的地形地貌属性。
如何才能流畅的制作？
要想达到流畅就必须考虑激光点云数据量的大。
一方面要考虑软件加载点云运行处理的能力，另一方面以分幅处理的方式人为减小软件能力的缺陷。
然后是软件处理流程规范性和功能设计的简单易用性，再而是尽量减少重复的人为干预。
怎么使生成的DEM变得漂亮？
漂亮是一种人的视觉感知，但测绘要求严谨的数理逻辑要求漂亮的前提是精准。
所以首先要解决的小块拼接的精度问题，然后是显示方式和保存格式的多样性，再是可实时修改编辑模型，随后是有自定义显示方式和叠加属性，最后回归DEM的分析功能，有一些小工具即可。
目前来说激光点云制作DEM的详细流程一般包括以下处理步骤：
1、大数据合并再分幅
包括：原始LAS进行合并、对一整块LAS数据进行测绘中的分幅裁切、裁切时自动生成图幅号和图框以图层的形式保存显示在点云数据中并可随意更改、2、删除不需要的点云数据
包括：自由选择点云、选择和删除命令都可回退2步以上、点云显示流畅可以快速选择到噪点、删除和分类都以分层保存的模式最好，只分层，不删除任何数据、
3、人工选择删除大规模密集噪点
包括：自由选择点云、选择和删除命令都可回退2步以上、点云显示流畅可以快速选择到噪点、删除和分类都以分层保存的模式最好，只分层，不删除任何数据、
4、单块点云数据进行地面点分类
包括： 800兆以内的数据尽量别崩、点云的地形环境复杂时别崩、删除和分类都以分层保存的模式最好，只分层，不删除任何数据、
5、大数据相同地貌环境下的宏命令自动分类
包括：自动执行文件夹内多块点云数据的自动分类命令、
6、自动分类后地面构网高程渲染后，进行人工平立面刨图完成点云精分类
目前人工交互分类最好手段还是切断面的方法辅助判断，所以包括：地面点以TIN的高程渲染方式进行显示、另个窗口联动作剖面判断点云属性进行分类、给出2中以上的选点方式、分类动作可撤销、
7、软件依据地面点执行地面模型特征点提取
这一步非常重要，尽量减少参与建模的点云数量，可以通过人工选择重要点和人工绘制出明显的模型轮廓线来辅助软件进行特征点分类。
8、根据特征点构网高程渲染后进行加减点修饰模型
在初步生成的模型上进行最后整饰，包括：可在格网的边上人工加点、删点
实时保存并就可以回退至少2步、
9、模型漂亮后即为最终DEM需要的高程点数据，保存分类后的地面点。
包括：保存多种格式等。
10、每一块点云都处理后，进行点云的拼接，组成一大块点云。
拼接时需要进行拼接精度检查。
（最简单的检查方法为：要求是至少有3排格网点的重叠，接边高程误差不得有超过3倍以上中误差的点，3倍以下的点数控制在百分之四以下）；能够选择任意几个数据进行合并保存；
11、实现等值线DEM、不规则三角网（TIN）DEM、规则格网DEM三种方法的数据模型生成显示，并保存主流的模型格式：dem/asc/grd/bil/hdr/blw中最少三种。
模型可叠加正射影像和线画图、和进行多期模型的简单对比显示计算、在模型表面测量和标注。
实现点云数据制作DEM的关键步骤有哪些？
合并再分幅、地面点分类、人工交互精分、模型特征点提取、DEM拼接整饰
要求软件达到的功能和目前能达到的功能对比。