数字地面模型及其地形分析

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数字地形模型DTM及地形分析

✓ 混合采样
渐
✓ 自动化DEM数据采集
进采
样
5. 3 DEM数据质量控制
剖面线等高线特征线（山脊线、谷底线、海岸线、
坡度变化线等）
其他方式（绘图，影像等）
2021/5/22
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数字地面模型
模型（model）是指用来表现其他事物的一个对象或概念，是按比例缩减并转变到我们能够理解的形式的事物本体。数字地面模型中包含了丰富的地面特性信息类型：
等高线
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3．2 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。通常可以用二维的链表来存储。另外的一种方法是用图来表示等高线的拓扑关系，将等高线之间的区域表示成图的节点，用边表示等高线本身。这类图可以改造成一种无圈的自由树。
格网DEM提取等高线另一个值得注意的问题是，如果一些网格点的数值恰好等于要提取的等高线的数值，会使判断过程变得复杂，并且会生成不闭合的等高线，一般的解决办法是将这些网格点的数值增加一个小的偏移量。
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5. DEM的建立
1 XYZ 2 XYZ 3 XYZ 4 XYZ 5 XYZ 6 XYZ 7 XYZ 8 XYZ
点文件
1
2
3
2 1
5
4
4
3
6
56
8
7
Байду номын сангаас
8

测绘技术中的数字高程模型与地形分析

测绘技术中的数字高程模型与地形分析近年来，随着科技的迅猛发展，测绘技术在地理信息系统（GIS）领域发挥着越来越重要的作用。

而在这一领域中，数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）与地形分析被广泛应用于地形研究、城市规划、自然资源管理等方面。

本文将对数字高程模型的概念以及与地形分析的关系进行较为详细的探讨。

首先，让我们来了解数字高程模型。

数字高程模型是一种用于描述地球表面形状及各点相对高度的数字化模型，其主要使用高程数据来表示地形。

高程数据可以通过不同的测量手段获得，例如GPS测量、航空摄影测量、激光雷达测量等。

在数字高程模型中，地球表面被划分为一系列的网格，每个网格都有一个高程数值，通过这些高程数值可以还原出地球表面的形状。

数字高程模型的建立可以通过插值等方法进行。

数字高程模型在地形分析中扮演着重要的角色。

地形分析是对地形数据进行处理、分析和解释的过程。

通过数字高程模型，我们可以了解到地表的坡度、坡向、高程变化等信息，对地形特征进行深入研究。

地形分析在资源管理、环境保护、城市规划等领域具有广泛的应用。

例如，在城市规划方面，我们可以利用数字高程模型进行建筑物的阴影分析，从而优化建筑物的布局；在资源管理方面，我们可以通过地形分析来评估水资源的分布情况，合理利用水资源。

地形分析还可以辅助制定救援方案，通过分析地形特征来评估可能发生的自然灾害，提前采取预防措施。

可以说，数字高程模型与地形分析相互依存，构成了测绘技术中的重要组成部分。

在数字高程模型与地形分析的应用中，还存在一些挑战和问题。

首先，高程数据的采集、处理和存储需要大量的时间和资源。

不同的数据采集手段具有不同的精度和精确度，如何选择合适的数据源对于建立准确的数字高程模型至关重要。

其次，高程数据的精度对地形分析结果的准确性有着直接影响。

因此，我们需要对高程数据进行精确的校正和校核，以保证地形分析的准确性。

此外，数字高程模型在进行地形分析时，对硬件设备的要求较高。

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

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。

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

如何使用数字高程模型进行地形分析与量测

如何使用数字高程模型进行地形分析与量测数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是一种数字化的地形模型，它可以通过使用一系列的测量数据，如地面高程数据、测量轮廓线和控制点等，来描述和记录地球表面的高程信息。

DEM在地形分析和量测方面具有广泛的应用，可以帮助我们更好地了解和研究地球表面的地形特征，同时也为许多领域的决策和规划提供了重要的支持。

一、DEM的基本原理和构建过程DEM的构建过程主要基于测量数据的采集和处理，其基本原理是通过对地表高程进行离散采样，将其转化为数字高程数据，以便进行进一步的分析和量测。

构建DEM的方法主要有插值法、三角剖分法和栅格法等，其中栅格法较为常用。

在使用DEM进行地形分析和量测之前，我们首先需要对DEM进行预处理。

这一步骤包括数据的获取和处理，比如剔除噪声、填充空白、修正测量误差等，以保证DEM的数据质量和准确性。

二、DEM在地形分析中的应用1. 地形特征提取使用DEM可以方便地提取地表的各种地形特征，比如山峰、河流、湖泊等。

通过对DEM数据进行处理和分析，我们可以快速获得地形特征的位置、形状、高度等信息，从而帮助我们了解和研究地球表面的地貌形态和演化过程。

2. 坡度和坡向分析坡度和坡向是地形分析的重要指标，它们可以帮助我们了解地表的倾斜程度和方向。

使用DEM可以方便地计算出每个像元的坡度和坡向，从而构建坡度和坡向图，用于分析山地地区的土地利用、水文过程以及自然灾害等方面的问题。

3. 流域分析流域是水文过程的基本单位，使用DEM可以方便地提取流域边界、计算流域面积、确定流域的水系网络等。

这些流域的信息可以为水文模拟和水资源管理提供重要的依据，帮助我们理解和预测水文过程的发展趋势。

4. 可视化分析DEM可以通过三维可视化技术进行展示，将地球表面的地形特征以三维形式呈现出来。

这样我们可以更直观地观察和分析地形的复杂性和变化规律，为景观设计、城市规划和环境评估等提供重要的参考。

如何使用数字高程模型进行地形分析

如何使用数字高程模型进行地形分析数字高程模型(Digital Elevation Model, 简称DEM)是一种用于地形表达和地形分析的数字化数据模型。

它通过测量和记录地表的高程数据，将地表的各个点组织成数字化的离散数据，从而反映了地形起伏、山脉、河流等地貌特征。

利用DEM 进行地形分析可以帮助我们深入理解和研究地球表面的地形特征、地质结构和水资源等方面。

一、DEM的获取1. 大地测量方法：传统的大地测量方法包括全球定位系统(GPS)和全站仪测量等。

这些方法需要在实地进行测量并获取地点高程数据，然后通过计算和处理来生成DEM。

2. 遥感方法：遥感技术利用航空影像和卫星图像中的高程信息，通过解析和计算来生成DEM。

这种方法可以快速获取大范围地区的地形数据，广泛应用于地形分析和地理信息系统(GIS)。

二、DEM的应用1. 地形测量和制图：DEM可以作为底层数据用于地形测量和制图。

通过对DEM进行可视化处理，可以直观地显示地形特征，帮助地理学家、测量学家和地质学家等研究人员快速了解地表地貌和地质结构。

2. 地形分析：DEM可以用于地形分析，如计算坡度、坡向、流域分割、地形曲率等。

这些分析结果可以帮助我们了解地表地貌的复杂性和变化趋势，为自然资源管理、土地规划和生态环境保护等领域提供有力的支持。

3. 洪水模拟和灾害评估：DEM可以用于洪水模拟和灾害评估。

通过结合DEM 和水流模型，可以模拟洪水的传播路径和深度，为洪水预警和防洪工程提供科学依据。

此外，DEM还可以用于评估地质灾害，如滑坡、泥石流等，分析潜在的灾害风险。

4. 水资源管理：DEM可以用于水资源管理，如模拟水流路径、计算流域的水量、研究水资源分布等。

这些结果对水资源的合理开发和利用具有重要意义。

三、DEM数据处理与分析方法1. 数据获取和处理：首先，需要获取原始的DEM数据，可以从地理信息系统(GIS)数据库或一些公开的数据集中获取。

然后，对DEM数据进行预处理，包括去除噪声、填充空缺值和修正高程异常等。

第9章数字地形模型与地形分析

不规则三角网模型(TIN)
用不规则三角形拟合地表，主要描述地表高程
将地理空间的表面表示成一系列相连接的三角形。它是在一组结点之中，按照“一定的规则” 连接相邻结点形成的边组成的。
在TIN模型中，点的位置控制着三角形的顶点，这些三角形尽可能接近等边，地表地形就可由一组三角形很好地表示出来。三角网的一个优点是：其三角形大小随点密度变化而自动变化，当数据点密集时生成的三角形小，表示地形陡峭，数据点较稀时生成的三角形较大，表示地形平缓。TIN也能表示不连续对象，如悬崖、断层、海岸线和山谷谷底。把TIN转化为栅格，可用线性内插方法，也可用非线内插方法。
如果是规则网格模型，那么把三维空间实体转变为长方体集合就能方便进行计算。如果是TIN模型，可通过插值达到规则网格模型的密集度。当然会有一定的误差。
5、坡度、坡向分析

在流域提取、泥石流分析和植物生长环境研究中都需要坡度与坡向分析。用具有三维特征的DEM模型进行坡度和坡向分析是最佳方法。
每一条等高线对应一个已知的高程值，等高线集合和它们的高程值一起就构成地面高程模型。
等高线模型
等高线模型只表达了区域的部分高程值，要用插值方法来计算落在等高线外的其它点的高程，因为这些点是落在两条等高线包围的区域内，通常只使用
外包的两条等高线的高程进行插值。
等高线模型
存储方法
二维链表存储坐标用图来表示等高线的拓扑关系，将等高线之间的区域表示成图的节点，用边表示等高线本身。这种拓扑关系图可以改造成一种无圈自由树
等高线和相应的自由树
B C F A D G E
H
2.3 不规则三角网模型（TIN）
TIN的产生原因——规则格网DEM存在的缺陷：

数字地面模型与地形分析

1）筛选要保留或丢弃的格网点；
2）判断停止筛选的条件。
其中两个代表性的方法算法是保留重要点法和启发丢弃法。
保留重要点法 [Chen、Gauvara（1987）]。
思想: 保留规则格网DEM中的重要点，然后
用其构造TIN。
重要点（VIP，Very Important Point）确定
由于已知有限个格网点的高程，可以利用这些格网点高程拟合一个地形曲面，推求区域内任意点的高程
坡度和坡向的计算
tan z x 2 z y 2 1 2
tan A z y z x
A
立体透视图
图4. 生成的TIN
不规则三角网（TIN）
1 XYZ 2 XYZ 3 XYZ 4 XYZ 5 XYZ 6 6 XYZ 7 XYZ 8 XYZ
点文件
1
2
顶点
2
1 5
3 4
4
56
8
7
8
7
1 2 33 4 5 6 7 8
1 56 1 45 1 24 2 34 5 68 4 58 4 78 3 47
三角形文件
数字地面模型与地形分析
一、DTM的概念和作用
DTM（Digital Terrain Model）
数字地面模型：描述地面诸特性空间分布特征的有序数值阵列。按照平面上等间距规则采样，或内插所建立的数字地面模型，称为基于栅格的数字地面模型。 DTM={Zi,j}，i=1，2，…..m。j=1，2，…..n。
绘制透视立体图是DEM的一个极其重要的应用。透视立体图能更好地反映地形的立体形态，非常直观。
从一个空间三维的立体的数字高程模型到一个平面的二维透视图，其本质就是一个透视变换。将“视点” 看作为“摄影中心”，可以直接应用共线方程从物点

如何利用数字地面模型进行地形分析和规划

如何利用数字地面模型进行地形分析和规划数字地面模型（Digital Elevation Model, DEM）是利用空间数据采集方法获取的地面高程数值数据，它是进行地形分析和规划的重要工具。

本文将探讨如何利用数字地面模型进行地形分析和规划，以及其在城市规划、环境保护和土地利用等领域的应用。

一、数值地形模型的生成与应用数字地面模型的生成利用遥感技术、全球导航卫星系统（GNSS）和地面测量方法等，构建高精度的地面数字模型。

生成的数字地面模型具有丰富的地形信息，包括地面高程、坡度、坡向等参数，为地形分析和规划提供了基础数据。

数字地面模型在城市规划中扮演着重要的角色。

通过分析数字地面模型，可以准确了解地形条件，进而确定适宜的建筑布局和交通网络规划。

此外，数字地面模型还可用于水资源管理、防洪预警等领域，提供科学依据和技术支持。

二、地形分析1. 坡度分析坡度是描述地面曲率变化的参数之一，可以通过DEM计算得出。

坡度分析对于土地利用、土壤侵蚀、灾害风险评估等有重要意义。

不同坡度的地形特征可以指导农田规划、森林资源管理和山地旅游等领域的决策。

2. 坡向分析坡向是地表水流的方向指示。

通过数字地面模型的坡向分析，可以预测水流的路径和分布，为水资源管理和防洪工程提供重要依据。

3. 流域分析流域是地理空间内水流的收集和排泄系统，通过数字地面模型可以模拟出流域的形状和大小，并对流域进行分析。

流域分析可以为水资源规划、流域生态保护提供参考，促进水资源的合理利用和环境保护。

三、地形规划1. 地形视觉效果分析数字地面模型可以模拟实际地貌，通过可视化分析，帮助规划师更好地了解景观面貌。

在城市规划中，地形视觉效果分析可以评估建筑物对周边环境视觉效果的影响，指导建筑规划和景观设计。

2. 地形地貌保护和修复规划数字地面模型为地形地貌保护和修复规划提供了依据。

通过分析数字地面模型，可以评估地质灾害潜在风险，提出合理的地质灾害防治措施。

同时，利用数字地面模型，可以实现地貌修复规划，保护和恢复自然地形特征。

数字地形模型与地形分析

图像法包括点数据（规则；不规则：TIN、邻近网；典型特征：山峰、洼坑、隘口等）和线数据（水平线、垂直线、典型线，如山脊线、山谷线、海岸线等）
2、数据的获取
获取正确的数据是建立DTM的第一步，也是最关键的一步பைடு நூலகம்直接影响(DTM 精度；费用开支 )，需从现有设备、人力、物力和资源条件出发，根据建立DTM的用途，确定数据源种类和技术手段。
其中t为一常数。
F 克吕格(Kriging)插值也有翻译为克里金插值 Kriging插值的思想与上述方法都不同，它首先考虑的是空间属
性在空间位置上的变异分布，确定对一个待插点值有影响的距离范围，然后用此范围内的采样点来估计待插点属性值。它是一种求最优线性无偏内插估计量的方法，它是在考虑了信息样品的形状、大小及其与待估块段相互间的空间分布位置等几何特征以及品位的空间结构之后，为了达到线性、无偏和最小估计方差的估计，而对每一样品值分别赋与一定的系数，最后进行加权平均来估计块段品位的方法。从这个意义上说，我们认为，只有Kriging方法才是一种真正的插值方法。(见陈述彭等编《地理信息系统导论》P120~P121) Kriging插值的计算步骤：
数据源类型：航空和航天遥感资料（航片，大比例尺；卫星遥感资料，小比例尺）地形图（比例尺<=10000的近期基本地形图）地面实测记录为数据源（建立各类专题DTM的数据）各种专题地图统计报表和行政区域地图
数字高程模型数据采集建立DEM，首先必须量测一些点的三维坐标，这就是DEM数据采集或 DEM数据获取，这些具有三维坐标的点称为数据点或参考点。按采集的方式可分为选点采集、随机采集、沿等高线采集、沿断面采集等；按数据的来源分，有从现有的地形图数字化或航空相片上采集，有从进行地面测量或由机载的测高仪上直接获得；按数据采集的方法分，可有人工、半自动、自动采集等。数据采集是DEM的关键。数据采集一般遵循以下原则： (1)在DEM数据采集之前，根据DEM的精度要求确定合理的采样精度 (2)在DEM数据采集过程中，根据DEM的精度要求确定合理的取样密度，单调地形应均匀采点，密度不必过大，对变化明显的地形应密集采点，尽量采集地形转折处的数据点。 (3)不应出现大的空白区，如对于大片平坦地区应保证最低的采点密度(单位面积内若干点)。

第八章数字地形模型与地形分析

2）图形方法（1）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，如山脊线、谷底线、海岸线及坡度变换线等。（2）点模式用离散采样数据点建立DEM是DEM建立常用的方法之一。数据采样可以按规则格网采样，可以是密度一致的或不一致的；可以是不规则采样，如不规则三角网、邻近网模型等；也可以有选择性地采样，采集山峰、洼坑、隘口、边界等重要特征点。
以三角形为基本对象的TIN数据结构
三角形拓扑文件结构
2.DEM的主要表示模型 2.4层次模型
层次地形模型（Layer of Details，LOD）是一种表达多种不同精度水平的数字高程模型。大多数层次模型是基于不规则三角网模型的，通常不规则三角网的数据点越多精度越高，数据点越少精度越低，但数据点多则要求更多的计算资源。所以如果在精度满足要求的情况下，最好使用尽可能少的数据点。层次地形模型允许根据不同的任务要求选择不同精度的地形模型。
3.DEM之间的相互转换 3.1不规则点集生成TIN
对于不规则分布的高程点，可以形式化地描述为平面的一个无序的点集P，点集中每个点p对应于它的高程值。将该点集转成TIN，最常用的方法是 Delaunay三角剖分方法。生成TIN的关键是 Delaunay三角网的产生算法，下面先对Delaunay三角网和它的偶图Voronoi图作简要的描述。 Delaunay三角形的外接圆圆心是与三角形相关的 Voronoi多边形的一个顶点。Delaunay三角形是 Voronoi图的偶图，如图9-6所示。
2.DEM的主要表示模型 2.2等高线模型
B C F A D G E
H
2.DEM的主要表示模型 2.3不规则三角网模型
尽管规则格网DEM在计算和应用方面有许多优点，但也存在许多难以克服的缺陷： 1）在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余； 2）在不改变格网大小的情况下，难以表达复杂地形的突变现象； 3）在某些计算，如通视问题，过分强调网格的轴方向。不规则三角网（Triangulated Irregular Network, TIN）是另外一种表示数字高程模型的方法[Peuker 等，1978]，它既减少规则格网方法带来的数据冗余，同时在计算（如坡度）效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。

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。

《数字地面模型》PPT课件

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地理信息系统
1
第六章数字地形分析
概述 DEM的主要表示模型 DEM模型之间的相互转换 DEM的建立 DEM的分析与应用
地理信息系统2
数字地形分析
6.1 概述
6.1.1 DTM和DEM
1、DTM（Digital Terrian Model）
DTM即数字地面（形）模型。它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。DTM是在空间数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称。
地理信息系统17
数字地
形分析 2、从离散点生成格网
方法
① 由离散点直接内插 ② 先构成不规则三角网，再进行内插
地理信息系统18
数字地形分析
3、从等高线生成格网
①等高线离散化法
将等高线离散化后，采用从随机到栅格的转换方法可形成格网DEM，这种方式很简单，思路直观，但可能会出现一些异常情况，比如一些格网值会偏离实际地形情况。
顶点的存放方式：id码，坐标值，指向相邻顶点的参数。
地理信息系统26
数字地形分析
不规则三角网
No P1 P2 P3
11
2
3
21
3
4
34
5
1
:：：
：

地理信息系统原理第7章数字地形模型与地形分析

三．DEM模型之间的相互转换
2、格网DEM转成TIN
格网DEM转成TIN可以看作是一种规则分布的采样点生成TIN的特例，其目的是尽量减少TIN的顶点数目，同时尽可能多地保留地形信息，如山峰、山脊、谷底和坡度突变处。
三．DEM模型之间的相互转换
规则格网DEM可以简单地生成一个精细的规则三角网，针对它有许多算法，绝大多数算法都有两个重要的特征：
某区域大气污染指数表面模型
某地区人口数量
数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（DEM，Digital Elevation Model）。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。
三．DEM模型之间的相互转换
B）启发丢弃法（DH—Drop Heuristic）
该方法将重要点的选择作为一个优化问题进行处理。算法是给定一个格网DEM和转换后TIN 中节点的数量限制，寻求一个TIN与规则格网 DEM的最佳拟合。
三．DEM模型之间的相互转换
具体过程如下：
1）算法的输入是TIN，每次去掉一个节点进行迭代，得到节点越来越少的TIN。
三．DEM模型之间的相互转换
3、等高线转成格网DEM
使用局部插值算法，可以将数字化等高线数据转为规则格网的DEM数据，但插值的结果往往会出现一些许多不令人满意的结果，而且数字化等高线时越小心，采样点越多，问题越严重。主要原因：
在一个半径范围内搜索落在其中的已知点数据，再计算它的加权平均值。导致出现了“阶梯” 地形。