DEM与地形分析
使用数字高程模型进行地形分析的步骤和技巧
使用数字高程模型进行地形分析的步骤和技巧使用数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）进行地形分析可以帮助我们更深入地了解地球表面的形态和特征。
在这个过程中，我们需要遵循一系列的步骤和技巧，以确保我们能够获得准确和可靠的分析结果。
首先，进行地形分析的第一步是获取合适的DEM数据。
DEM数据可以从多个渠道获取，包括地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）数据提供机构、地方政府和学术机构等。
我们可以根据自己的需求选择合适的DEM数据集，确保数据的分辨率和精度能够满足我们的要求。
在获得DEM数据后，我们需要对数据进行预处理，以便使其更适合用于地形分析。
这包括数据的清理和修复，以去除潜在的错误或缺失值。
同时，我们还可以对DEM数据进行滤波平滑以去除噪声，并进行坡度校正，以便更准确地表示地形特征。
一旦我们获得了处理后的DEM数据，我们就可以开始进行地形分析了。
其中最常见的一项分析是计算地形坡度。
坡度是地形表面上某一点的下降速率，通常以百分比或度数表示。
我们可以使用坡度计算公式来计算不同地点的坡度，并根据坡度值的分布来理解地形的陡峭程度和地形特征。
另外，地形坡向是另一个重要的地形分析指标。
它指示了地表的方向，即水流的路径。
为了计算地形坡向，我们可以使用计算水流路径的算法，如D8流向算法或D-inf流向算法。
通过分析地形坡向，我们可以更好地了解地表水流的分布和汇集情况。
此外，地形曲率也是一个常见的地形分析指标。
地形曲率表示地表曲线在某一点的曲率程度，可以帮助我们理解地形特征的起伏和起伏的连续性。
为了计算地形曲率，我们可以使用基于邻域统计的计算方法，例如偏导数方法或滑动窗口方法。
通过分析地形曲率，我们可以更好地理解地形的起伏和地貌特征。
除了这些常见的地形分析指标之外，我们还可以根据自己的需求选择其他合适的地形分析方法和技术。
例如，我们可以使用地形剖面来展示地形剖面线上的高程变化情况，或者使用地形阴影来模拟地表在不同光照条件下的阴影效果。
dem数据的主要应用及原理
DEM数据的主要应用及原理1. 什么是DEM数据DEM（Digital Elevation Model）是数字高程模型的缩写，指代地理信息系统中描述地球或其他天体表面的数字化表达方式。
DEM数据常用于地形分析、地貌模拟、山脉建模等应用。
DEM数据以栅格形式表示，每个栅格单元都有一个高度值，表示该点的地面高度或海底深度。
2. DEM数据的主要应用2.1 地形分析DEM数据在地形分析中起到了至关重要的作用。
通过DEM数据，可以计算地表坡度、坡向、流域分析等。
这些分析结果对于土地利用规划、水文模拟、自然灾害评估等工作具有重要的参考价值。
2.2 地形模拟DEM数据能够用于地形建模和地貌模拟。
通过DEM数据，可以生成真实的三维地形模型，用于景观设计、视觉效果展示等领域。
2.3 自然资源管理DEM数据可用于自然资源管理。
通过分析DEM数据，可以确定适宜农业、林业、牧业等利用的地区，优化资源配置。
此外，DEM数据也可用于分析地下水资源分布和流向，指导水资源利用规划和管理。
2.4 地理信息系统应用DEM数据是地理信息系统中的重要数据源之一。
在地理信息系统应用中，DEM数据常用于地形分析、可视化、导航、地图制作等领域。
3. DEM数据的获取原理DEM数据的获取方法多种多样，常见的包括： - 3.1 传统测量方法传统测量方法是通过实地测量手段来获取地面海拔高度数据。
这些方法包括全站仪、测量仪器等。
• 3.2 遥感技术遥感技术是通过遥感卫星或飞机等载体，利用传感器对地球表面进行观测，并获取DEM数据。
遥感技术可以快速获取大范围的高程数据，对于地形分析和地形模拟具有重要的作用。
• 3.3 激光雷达技术激光雷达技术利用激光束对地表进行扫描和测量，获取地面高程数据。
这种技术具有高精度、高分辨率的特点，广泛应用于城市建设、交通规划、防灾减灾等领域。
• 3.4 其他方法除了上述方法，还有一些其他方法可以用于获取DEM 数据，如GPS测量、高程插值算法等。
基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析
基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析地形是地球表面的地势形态，通过地形特征提取与分析可以帮助我们更好地理解和研究地球表面的特点和变化。
高分辨率数值地形模型(DEM)是一种用于描述地球表面地形特征的数字地形模型，它通过采集和处理大量的地理数据来构建一个具有高精度的表面地形模型。
地形特征提取主要包括侧向地形特征和垂向地形特征。
侧向地形特征包括地形坡度、曲率、坡向等，这些特征可以用来分析地形的斜率和变化趋势。
垂向地形特征包括海拔高度、地面高度差等，这些特征可以用来分析地形的高度差异和起伏变化。
在高分辨率DEM的基础上，可以使用多种方法来提取和分析地形特征。
一种常用的方法是使用地理信息系统(GIS)软件，通过栅格分析功能来提取和分析地形特征。
地理信息系统软件可以将高分辨率DEM数据转换为栅格数据格式，并利用栅格分析工具来计算地形特征，例如坡度、曲率和坡向等。
另一种方法是使用特定的地形分析软件，例如地形分析软件(Terrain Analysis System, TAS)或地形工具包(Terrain ToolKit, TTK)等。
这些软件具有更强大的地形分析功能，可以进行更复杂的地形特征提取和分析。
地形特征提取与分析可以帮助我们更好地了解地球表面的地形变化和分布规律。
通过分析地形特征，可以发现地球表面的地形类型和形成机制，并为地质研究、土地利用规划、环境保护等提供科学依据。
例如，通过分析地形坡度和高度差等特征，可以划定不同地形类型的边界，并对不同地形类型的自然资源和生态环境进行评估和保护。
此外，通过分析地形特征还可以预测地质灾害的潜在位置，例如山体滑坡、地震断层等，从而为地质灾害风险评估和防灾准备提供参考。
总之，基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析是一项重要的地理研究工作。
通过提取和分析地形特征，可以深入了解地球表面的地形变化和分布规律，并为地质研究、土地利用规划、环境保护等提供科学依据。
随着技术的不断发展，高分辨率DEM的应用将进一步推动地形特征提取与分析的发展，为人类认识地球表面提供更丰富的信息和理解。
dem数据是什么
dem数据是什么DEM数据是什么摘要：高程数据模型（Digital Elevation Model，DEM）是地理空间数据的重要组成部分，它描述了地球表面的海拔高度和地形特征。
本文将详细介绍DEM数据的定义、获取方法、应用领域以及常见的DEM数据源，旨在帮助读者更好地理解和利用DEM数据。
一、定义：DEM数据是一种以离散点的方式描述地球表面高程的数学模型。
简单来说，它将地球表面划分为一系列规则的网格或栅格，每个网格点都对应一个海拔高度值。
根据DEM数据的精度不同，这些高度值可以表示数米到数百米之间的范围。
二、获取方法：1. 激光雷达测量：激光雷达是获取高精度DEM数据的主要工具之一。
它通过发射激光束并测量返回的反射时间来计算地表距离，进而确定地表的高程数据。
2. 光学影像测量：利用航空和卫星遥感技术获取的光学影像也可以用来生成DEM数据。
通过对影像进行几何校正和高程解算处理，可以得到地表的高程信息。
3. 陆地测量：地理测量工程师的陆地测量测量技术也可用于获取DEM数据。
通过使用全站仪、GPS等设备进行测量，再通过数据处理生成DEM数据。
三、应用领域：DEM数据在地理信息系统（GIS）和遥感应用中有着重要的作用，广泛应用于以下领域：1. 地形分析：DEM数据可以用来分析地形特征，如山脉、河流、湖泊等。
通过对DEM数据进行计算和建模，可以获得水文模型、洪水模型等，为地质灾害的预测和防范提供支持。
2. 地质勘探：DEM数据可以用于地质勘探，帮助揭示地下的地质构造和地下水资源分布情况。
通过对DEM数据进行分析和解译，可以确定矿产资源的潜力，为矿产勘探和开采提供指导。
3. 城市规划：DEM数据可以用来构建城市数字地形模型，为城市规划和基础设施建设提供支持。
通过对DEM数据进行可视化和分析，可以评估城市的景观特征，优化城市的道路和建筑布局。
4. 农业和生态研究：DEM数据可以用来研究农田的排灌系统和土地利用规划。
GIS概论7_DEM与数字地形分析
GIS概论
李伟涛 liweitao_801225@
DEM与数字地形分析
基本概念
数字高程模型、数字地形分析
DEM采集与建立 数字地形分析
基本因子分析、地形特征分析、流域分析、可视性分析
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DEM空间插值方法—局部分块内插
局部分块内插是将地形区域按一定的方法进行分块，对每 一分块，根据其地形曲面特征单独进行曲面拟合和高程内 插。 分块方法：一般按地形结构线或规则区域分块，分块大小 取决于地形复杂一定宽度的重 叠，或者对内插曲面补充一定的连续性条件。 优点：简化了地形的曲面形态，每一分块可用不同曲面表 达，同时得到光滑连续的空间曲面。不同的分块单元可使 用不同内插函数。 常用内插函数：线性内插、双线性内插、多项式内插、样 条函数、多层曲面叠加法等。
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DEM与数字地形分析
基本概念
数字高程模型、数字地形分析
DEM采集与建立 数字地形分析
基本因子分析、地形特征分析、流域分析、可视性分析
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数字地形分析
一、基本因子分析
1、坡度
2、坡向
3、曲率 4、宏观地形因子
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数字地形分析
一、基本因子分析
1、坡度
当具体进行坡度提取时，常采用简化的差分公式，完整的数学表示为：
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数字地形分析
一、基本因子分析
2、坡向
对于地面任何一点来说，坡向表征了该点高程值改变量的最大变化方向。 在输出的坡向数据中，坡向值有如下规定：正北方向为0°，顺时针方向 计算，取值范围为0°～360°。
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数字地形分析
一、基本因子分析
3、曲率
dem的概念及建立方法及领域
dem的概念及建立方法及领域
DEM（Digital Elevation Model）是数字高程模型的缩写，是一种用于描述地球表面高程信息的数学模型。
DEM可以通过测量、遥感技术和地形插值等方法获取地表高程数据，并将其以数字形式表示出来。
DEM的建立方法主要有以下几种：
1. 测量法：通过使用全站仪、GPS等测量设备直接测量地面高程，然后将测量数据进行处理和插值，生成DEM。
2. 遥感法：利用航空摄影、卫星遥感等技术获取地表高程数据，然后通过图像处理和数字化等方法生成DEM。
3. 插值法：通过已知高程点的数据，利用插值算法推算出其他位置的高程值，从而生成DEM。
DEM的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：
1. 地形分析：DEM可以用于地形分析，如地形剖面、坡度、坡向、流域分析等。
2. 地质勘探：DEM可以用于地质勘探，如地质构造分析、地质灾害评估等。
3. 水文模拟：DEM可以用于水文模拟，如洪水模拟、水资源评估等。
4. 土地利用规划：DEM可以用于土地利用规划，如土地适宜性评价、土地开发潜力分析等。
5. 三维可视化：DEM可以用于三维可视化，如地形模拟、虚拟现实
等。
总之，DEM是一种用于描述地球表面高程信息的数学模型，可以通过测量、遥感技术和地形插值等方法进行建立，广泛应用于地理信息系统、地质勘探、水文模拟、土地利用规划等领域。
测绘技术如何进行DEM生成与分析
测绘技术如何进行DEM生成与分析测绘技术在地理信息系统（GIS）和遥感领域中起着重要的作用。
其中，数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）的生成和分析是测绘技术应用的重要方面之一。
本文将介绍DEM的生成和分析的基本原理和方法。
一、DEM生成DEM是地球表面高程信息的数字化表示，可以呈现出地面的起伏和形状。
常见的DEM生成方法有光学影像法、激光雷达法和雷达干涉法等。
1. 光学影像法光学影像法是利用航空或卫星遥感影像来生成DEM的一种方法。
通过对图像进行几何矫正和配准，可以获取地面上的特征点的坐标，并计算出其高程信息。
这种方法常用于大面积的地形测量和地貌分析。
2. 激光雷达法激光雷达法是利用激光器向地面发射激光束，通过测量激光束的反射时间和回波强度来计算地面点的坐标和高程信息。
这种方法具有高精度和高分辨率的优势，常用于山地地形的测量和建模。
3. 雷达干涉法雷达干涉法是利用合成孔径雷达（SAR）的干涉图像来生成DEM的一种方法。
通过对两幅或多幅干涉图像进行差分操作，可以获取地表的高程变化信息。
这种方法适用于大范围的地表变形监测和地震研究。
二、DEM分析DEM生成后，可以进行各种地形参数的分析和应用。
下面介绍几种常见的DEM分析方法。
1. 地形剖面分析地形剖面分析是对DEM数据进行剖面提取，以了解地面的起伏变化情况。
通过剖面分析，可以获取地面的高程变化曲线，并进一步计算地形参数，如坡度、坡向、高程差等。
这些参数对地质研究、水文模拟和土地规划等领域具有重要意义。
2. 流域提取和水流模拟利用DEM数据可以提取出流域范围，并计算出流域的面积、长度和周长等属性。
同时，基于DEM数据，还可以进行水流模拟和洪水预测。
通过建立流域模型，模拟水流在地表的流动过程，从而预测洪水灾害的发生和影响。
3. 三维可视化和地形重建利用DEM数据可以进行三维地形模型的可视化和地形重建。
通过DEM数据，可以构建真实的地形模型，使人们能够直观地了解地貌特征和地形变化。
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
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。
实验七、地形分析-----TIN及DEM的生成及应用
实验七、地形分析-----TIN及DEM的生成及应用(综合实验)一、实验目的DEM是对地形地貌的一种离散的数字表达，是对地面特性进行空间描述的一种数字方法、途径，它的应用可遍及整个地学领域。
通过对本次实习的学习，我们应：a)加深对TIN建立过程的原理、方法的认识；b)熟练掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法。
c)掌握根据DEM或TIN 计算坡度、坡向的方法。
d)结合实际，掌握应用DEM解决地学空间分析问题的能力。
二、实验准备软件准备：ArcGIS Desktop 9.x ---ArcMap(3D分析模块)实验数据：矢量图层：高程点Elevpt_Clip.shp，高程Elev_Clip.shp，边界Boundary.shp，洱海Erhai.shp三、实验内容及步骤1. TIN 及DEM 生成1.1由高程点、等高线矢量数据生成TIN转为DEM在ArcMap中新建一个地图文档(1)添加矢量数据：Elevpt_Clip、Elev_Clip、Boundary、Erhai（同时选中：在点击的同时按住Shift）(2)激活“3D Analyst”扩展模块（执行菜单命令[工具]>>[扩展]，在出现的对话框中选中3D分析模块），在工具栏空白区域点右键打开[3D分析] 工具栏(3)执行工具栏[3D分析]中的菜单命令[3D分析]>>[创建/修改TIN]>>[从要素生成TIN]；(4)在对话框[从要素生成TIN中]中定义每个图层的数据使用方式；在[从要素生成TIN中]对话框中，在需要参与构造TIN的图层名称前的检查框上打上勾，指定每个图层中的一个字段作为高度源（Height Source），设定三角网特征输入（Input as）方式。
可以选定某一个值的字段作为属性信息（可以为None）。
在这里指定图层[Erhai] 的参数：[三角网作为：]指定为[硬替换] ，其它图层参数使用默认值即可。
dem在地理学中的应用
dem在地理学中的应用
dem（Digital Elevation Model）在地理学中被广泛应用。
DEM
通过测量和空间分析形成地表高程模型，这种模型对于地质、地形、水文和地形分析等研究具有重要意义。
1. 地形分析：DEM是地形分析的重要工具，可用于确定地势
起伏、坡度、坡向、流域特征等。
DEM可以用于确定地表形态、地表的绝对高程和相对高程差异，为地质地貌和土地利用规划等提供重要的参考依据。
2. 3D地图制作：DEM可以用于生成三维地图，实现对地理空
间的可视化呈现。
通过DEM，可以制作逼真的3D地图，以
便更好地理解地形特征、地貌变化和地理过程。
3. 水文分析：DEM可以用于研究河流、湖泊、水文分区、洪
水模拟等水文过程。
通过DEM，可以计算和分析流域面积、
水流路径、河网特征以及地表径流等。
4. 土地利用规划：DEM可以用于土地评估、土地分类和土地
利用规划。
通过DEM的高程数据，可以对土地资源进行评估，确定适宜的土地利用类型，如农业、城市建设、保护区域等。
5. 自然灾害研究：DEM可以用于预测和模拟自然灾害，如洪水、山体滑坡和地震等。
DEM可以帮助解释自然灾害风险的
分布和影响范围，为防灾减灾提供科学依据。
总之，DEM在地理学中的应用十分广泛，可以用于地形分析、
3D地图制作、水文分析、土地利用规划和自然灾害研究等领域。
它提供了对地表形态和地理过程的定量和空间分析，为地理学研究提供了重要的数据基础。
基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析
基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析基于高分辨率DEM（Digital Elevation Model）的地形特征提取与分析，可以通过DEM数据来了解地形的细节和特征，包括山脉、河流、湖泊、平原等。
以下是一份超过1200字的地形特征提取与分析的文章：地形特征提取与分析是地理学和地貌学等地球科学领域的重要组成部分，它对于理解地球表面的形态和演化过程具有重要意义。
高分辨率的DEM数据提供了获取地形高程和形态信息的有效方式，为地形特征提取与分析提供了有力的工具。
地形特征的提取主要包括山脉、河流、湖泊、平原等地貌单元的识别和区分。
在高分辨率DEM数据中，山脉一般呈现出连续而规则的高程变化，可以通过设置阈值或采用多尺度滤波等方法来进行山脉的识别。
河流在DEM数据中表现为一条低洼的带状区域，可以通过遥感解译或采用一些基于流动方向和累积面积的方法来提取河流网络。
湖泊则表现为一个封闭的凹地，可通过设置阈值或基于累积流向的方法进行提取。
平原一般为相对平坦的区域，可以通过比较局部高程的变化率来识别。
另外，地形特征分析也是地貌研究的重要内容之一、通过DEM数据可以计算地形的坡度、坡度方向、曲率等参数，这些参数可以揭示地形表面的形态特征以及其演化过程。
地形坡度可以用来判断地区的坡度等级，坡度方向可以揭示地形地貌的趋势性，曲率可以研究地形地貌的凹凸程度。
此外，还可以通过DEM数据进行地形变化的监测和分析，如利用多期DEM数据进行变化检测，以了解山地滑坡、河流侵蚀等自然灾害的发生和演化情况。
地形特征提取与分析在多个领域具有广泛的应用。
在土地利用规划中，可以利用DEM数据来提取城市、农田和森林等地貌类型，为城市规划和土地利用决策提供科学依据。
在水文学研究中，可以通过DEM数据来提取流域的水系网络和湖泊等水体分布，从而分析水文过程和水资源分布。
在地质学和地理学研究中，可以利用DEM数据来分析地形地貌的演化过程，揭示地球表面的动力学机制。
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。
地形测量与数字高程模型（DEM）的建立与分析
地形测量与数字高程模型（DEM）的建立与分析摘要：地形测量与数字高程模型（DEM）的建立与分析是地理信息系统（GIS）和测绘领域中的重要研究方向。
DEM是通过测量、遥感或其他技术手段获取的地表高程数据的数值表示。
它在土地规划、水资源管理、环境监测等领域具有广泛的应用。
关键词：地形测量；数字高程模型建立；测绘分析一、引言在过去的几十年里，地形测量技术得到了长足的发展。
从最早的传统测量方法到现代的卫星遥感和激光扫描技术，我们能够获取高精度和大范围的地表高程数据。
同时，DEM的建立过程也得到了改进和优化，包括数据采集、预处理、插值和精度评估等步骤。
这些进展使得DEM成为地理信息系统中不可或缺的组成部分。
DEM在地理信息系统中的应用也得到了广泛关注。
通过DEM，我们可以进行地形分析、坡度和坡向计算、流域提取、地形阴影模拟等操作，为土地规划、水文模拟和环境评估提供重要的支持。
DEM还可以用于地形变化监测、地质灾害评估和土地利用规划等方面，为决策者提供可靠的地理空间数据。
二、地形测量的基本原理和方法地形测量是指对地球表面的高程、形状和特征进行测量和描述的过程。
它是地理信息系统（GIS）和地形分析的基础，为地形建模、地貌分析和土地利用规划等提供了重要数据支持。
大地测量学是地形测量的基础。
通过使用全球定位系统（GPS）等测量设备，可以实时获取地球上各个点的经纬度和高程信息。
这些数据可以用于构建地形模型，并提供准确的位置参考框架。
遥感技术通过使用航空摄影和卫星图像等远距离的观测手段获取地表的信息。
通过对航空照片或卫星图像进行解译和测量，可以获取地表特征的高程数据。
这种方法可以快速获取大范围的地形数据，尤其适用于复杂地形区域。
激光雷达测量是一种高精度的地形测量方法。
利用激光器向地面发射激光束，并通过接收反射回来的激光束来测量地表的高程和形状。
激光雷达能够提供高密度、高精度的地形数据，广泛应用于数字高程模型（DEM）建设和地貌分析。
数字高程模型的应用
数字高程模型的应用
数字高程模型（DEM）是一种用于表示地形高度信息的数字化数据集，通常使用数字高程模型数据可以实现以下应用：
1. 地形分析：DEM数据可用于地形分析，例如地形高度的可视化、坡度计算、坡向分析等。
这些分析可以帮助人们更好地了解地形的特征和变化，以及对地形进行规划和设计。
2. 建筑设计：DEM数据可以用于建筑设计和城市规划中，例如确定建筑物的高度、选择建筑地点、设计道路和桥梁等。
3. 水资源管理：DEM数据可以用于水资源管理，例如确定河流和湖泊的轮廓、计算流域面积、分析洪水和干旱等。
4. 环境监测：DEM数据可以用于环境监测，例如监测山体滑坡、火山喷发、地震等自然灾害，以及监测城市扩张和森林砍伐等人类活动。
5. 地球科学研究：DEM数据可以用于地球科学研究，例如研究地形演变、冰川作用、风化和侵蚀等地质过程，以及研究地球表面的气候变化和环境变化等。
DEM数据在许多领域都有广泛的应用，可以帮助人们更好地了解地球表面的地形和环境特征，为各种规划、设计和
决策提供支持。
dem生成高程点
dem生成高程点云的应用一、什么是DEM？DEM全称为Digital Elevation Model，即数字高程模型。
它是一种数字化的地形模型，用于描述地球表面的高程信息。
DEM可以通过遥感技术获取，也可以通过测量和绘制等手段生成。
二、DEM生成高程点云的应用1. 地形分析：DEM可以提供地表高程信息，为地形分析提供基础数据。
在地质勘探、土地利用规划、水文水资源等领域中广泛应用。
2. 三维可视化：将DEM转换成三维模型后，可以实现虚拟现实技术的应用，如建筑设计、城市规划等。
3. 灾害预警：通过对DEM进行分析，可以预测洪水、滑坡等自然灾害的发生及其影响范围。
4. 军事侦察：军事侦察需要对敌方阵地进行侦查和分析，在此过程中需要获取目标区域的高程数据。
三、DEM生成高程点云的方法1. 遥感技术：遥感技术是一种非接触式测量方法，通过卫星或飞机等载体对目标区域进行空间信息采集。
遥感技术包括光学遥感、雷达遥感等。
2. 激光雷达技术：激光雷达技术是一种主动式测量方法，通过发射激光束对目标区域进行空间信息采集。
激光雷达技术具有高精度、高稳定性和高效率等优点，被广泛应用于地形测量、建筑物三维重建等领域。
3. 数字化绘图：数字化绘图是一种传统的测量方法，通过现场测量和绘制等手段获取目标区域的高程数据。
数字化绘图的缺点是工作量大、精度低。
四、DEM生成高程点云的软件1. ArcGIS：ArcGIS是一款专业的地理信息系统软件，可以实现DEM数据处理、分析和可视化等功能。
2. ENVI：ENVI是一款专业的遥感影像处理软件，可以实现DEM数据处理和分析功能。
3. Global Mapper：Global Mapper是一款全球范围内数据处理软件，可以实现DEM数据处理和分析功能。
4. CloudCompare：CloudCompare是一款开源的点云处理软件，可以实现DEM数据生成和分析功能。
五、DEM生成高程点云的注意事项1. 数据来源要可靠：在选择数据来源时要注意数据质量和可靠性，避免因数据质量问题导致分析结果不准确。
数字高程模型及地形分析
数字高程模型及地形分析
§10.2 DEM的主要表示模型
四. 层次模型
▪ 特点：
• 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 • 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
▪ 实际运用中必须注意几个重要的问题：
• 层次的数据导致数据冗余 • 自动搜索的效率问题，例如搜索一个点可能先在最粗的层次上搜索，
再在更细的层次上搜索，直到找到该点 • 三角网形状的优化问题 • 可能允许根据地形的复杂程度采用不同详细层次的混合模型 • 在表达地貌特征方面应该一致，例如，如果在某个层次的地形模型上
数字高程模型及地形分析
§10.1 概述
❖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
特征点
数字高程模型及地形分析
§10.2 DEM的主要表示模型
❖ DEM的表示模型
一．等高线模型 二．规则格网模型 三．不规则三角网模型
数字高程模型及地形分析
§10.2 DEM的主要表示模型
一. 等高线模型
▪ 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
▪ 数据量过大 ，给数据管理带来了不方便，通常要进行 压缩存储
• 哈夫曼编码进行无损压缩 • 基于离散余弦变换（Discrete Cosine Transformation，DCT
DEM地形分析范文
DEM地形分析范文DEM地形分析是通过数字高程模型（DEM，Digital Elevation Model）来研究和分析地表地形的方法。
DEM地形分析主要应用于地质、地貌、水文以及土地利用等领域，具有非常重要的研究价值和实际应用意义。
下面将从DEM的获取方法、数据处理、地形参数和应用等方面进行详细介绍。
DEM的获取可以通过多种途径，常见的方法包括遥感获取、气象雷达测量、激光测高仪等。
其中最常用的是激光雷达技术。
该技术通过激光束扫描地表，测量激光从发射到接收的时间，从而得到地表的高程信息。
激光雷达获取的DEM具有高精度和较大的空间覆盖范围，能够满足大部分地形分析的需求。
在进行DEM地形分析之前，需要对DEM数据进行处理。
首先，对原始DEM数据进行滤波处理，去除残余噪声和突出点。
然后，进行地表平滑处理，消除DEM数据中的局部波动和峰谷现象。
最后，进行数据投影和坐标转换，将DEM数据转换为所需的坐标系统和单位。
DEM地形分析的一个重要内容是地形参数的计算。
地形参数是用来描述地表地形特征的数值指标，包括高程、坡度、坡向、曲率、流域等。
高程是指地表相对于参考水平面的海拔高度。
坡度是指地表的垂直变化率，可以通过计算两个相邻格网之间的高程差得到。
坡向是指地表的最大降水方向，可以通过计算两个相邻格网之间的高程差和相对方位得到。
曲率是指地表高程的曲率变化情况，可以通过计算二阶导数得到。
流域是指一定区域内的地表水收集和排泄的区域，可以通过计算流向和累积面积得到。
DEM地形分析在许多领域有着广泛的应用。
在地质领域，DEM地形分析可以用来研究地壳运动、断裂和地震等现象，从而更好地理解地球内部的构造和演化。
在地貌学领域，DEM地形分析可以用来研究地表的起伏和形态，分析河流的发育过程和侵蚀特征，揭示地貌演化的规律和机制。
在水文学领域，DEM地形分析可以用来研究流域的水文特征，如坡度、坡向、曲率和流域面积等，为洪水预测、水资源管理和水土保持等提供科学依据。
DEM坡面地形因子提取与分析
DEM坡面地形因子提取与分析DEM（数字高程模型）是一种数字化的地形模型，它包含了地球表面的高程信息，通常以栅格形式进行存储。
DEM数据的应用十分广泛，可以用于地形分析、水文建模、环境监测等领域。
在DEM数据的基础上，可以提取出各种地形因子，帮助人们了解地形特征、进行地形分析和模拟。
其中，DEM坡面地形因子是指在地形上特定位置上的坡度、坡向、坡长等地形指标。
这些地形因子对于水文模型、土壤侵蚀模拟、地质灾害预测等具有重要作用。
在本文中，将介绍DEM坡面地形因子的提取方法和分析过程。
一、DEM坡度的计算DEM坡度是地形上特定点的高程变化率，它反映了地形的陡缓程度。
坡度的计算可以通过计算升降高度差来得到。
通常采用以下公式来计算坡度：\[ \text{坡度} = \arctan(\sqrt((\Delta Z_x)^2+(\DeltaZ_y)^2)/\Delta d) \]其中，\( \Delta Z_x \)和\( \Delta Z_y \)分别是水平方向和竖直方向的高程差，\( \Delta d \)是间距。
二、DEM坡向的计算DEM坡向是指地形上特定点的最大坡度方向，即水平方向的方向角。
坡向的计算方法有多种，其中最常见的是通过计算水平和竖直高程差的比值，然后再根据不同情况进行角度的划分。
在此不做详细展开，需要根据具体情况选择适用的方法。
三、DEM坡长的计算DEM坡长是指地形上其中一点到邻近下游的最大距离，即沿坡度最大的路径所经过的距离，通常也是用来反映地形地势的陡缓程度。
坡长的计算可以通过得到每个像元到下游的距离，然后再计算像元之间的累计距离。
常见的计算方法有累积高程坡长和累积水平坡长，根据需要进行选择。
四、DEM地形曲率的计算地形曲率是指地形曲率的变化率，它反映了地形的凹凸程度。
地形曲率是坡度和坡向的综合表征，可以通过求取DEM的高程的二阶和二阶导数计算得到。
常见的方法有计算h-和v-曲率，分别表示水平和竖直方向的地形曲率。
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什么是数字地形模型DTM
数字地形模型 DTM（Didital Terrain Model）是以平面上离散分布的有限点来 模拟连续分布的地面属性的一种模型。 DTM是描述地球表面上多种信息空间分布 的数字化工具。
某种属 性数值
Kp = fk (x p,yp)
浙江工商大学 计算机与信息工程学院 吴承浙江工商大学 计算机与信息工程 学院 吴承健
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TIN 模型的生成
l地形图数字化
l地面测量 l数字摄影测量
不规则分 布的高程 样点数据
相邻三点 组合成三 角形
解决问题的思路？
怎样表达人口密度的评价类别？
l 建立不同人口密度等级，并赋予等级值。
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解决问题的思路？
怎样表达离开现有中学的区域？
l 建立现有中学的缓冲区（缓冲区分析）
为不同距 离赋值不 同评价指 标值: 0: 0-50 1: 50-100 2: 100-200 3: 200-300 4： >300
选址评价问题
问题：对新建中学的选址进行评价，找出 最佳选址区域
现有数据：人口密度.shp、土地使用类型 .shp、和已有中学分布.shp三个空间数据 图层。
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2013/5/22
选址评价问题
选址条件说明：
l 新建中学应该离现有中学较远，可根据现有 中学的距离图，作进一步分析。
l 规则格网可以很容易地用计算机进行处理，缺点是不 能准确表示地形的结构和细部，另外就是数据量过大， 给数据管理带来不便。
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格网数字高程模型
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格网DEM的生成
地形图等高线方法 在地形图上蒙上格网，逐格读取中心点 高程值。
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2013/5/22
格网DEM数据的获得
格网密度取决于DEM的精度要求。
数据来源：
l 地形图数字化 l 地面测量
不规则分 布的高程 样点数据
格网 DEM
l 航空数字摄影测量
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格网DEM的生成
三角平面插值法
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
l 新建中学应在人口比较密集的地方，可用人 口调查密度图，作进一步分析。
l 工业用地和绿化地不应该建中学，商业用地 不适合建中学，居住用地适合建中学。
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1
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DEM。
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格网DEM的生成
反距离权重插值(IDW)法
Inverse Distance Weighted
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3. 不规则三角网（TIN）模型
l TIN(Triangulated Irregular Network)，是基 于不规则高程样点进行组合，将离散高程点 每三个邻近点联结成三角形，用连续的三角 面构成的数字高程模型。
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解决问题的思路？
怎样表达土地类型的评价类别？
l 为不同类型土地赋予评价值。
0: 工业、绿地 1: 商业用地 2: 居住地
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2013/5/22 2
解决问题的思路？
怎样获取土地类型和已有学校距离双重 信息？（叠置分析）
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三角网DEM
等高线DEM
TIN
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等高线模型
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2013/5/22
1.等高线模型
l 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， 等高线集合和它们的高程值一起构成地面高 程模型。
l 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。
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2. 规则格网模型
l 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。
l 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，对应 一个高程值。（图） DEM = {Zi, j} i = 1,2,....., m j = 1,2,......, n
P 点的坐 标值
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理解数字地面模型
根据DTM，可以插值进行连续曲 面的拟合，形成透视立体图，使 地面属性数据的分布变化可视化。
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2013/5/22
理解数字地形模型
高程分布
DTM
温 度 分 布
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解决问题的思路？
怎样综合评价最佳中学选址用地？
l 建立综合评定指标：专题1×专题2×专题3
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解决问题的思路？
进一步获得人口密度数据？
（叠置分析）
2013/5/22
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第七章：数字高程模型(DEM) 与地形分析
l DTM与DEM l DEM的主要表示模型 l DEM的建立 l DEM的分析与应用
Kp = fk (x p, yp )
DTM与DEM
l 数字高程模型（Digital Elevation Model） 是描述地球表面高程信息空间分布的数值
阵列。
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DEM的主要表示方式
l 规则格网模型 l 等高线模型 l 不规则三角网模型（TIN）
格网DEM
l TIN以三角面作为表达高程起伏的基本地表单 元
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2013/5/22
反距离权重插值法（IDW）
n 基本思想：求知值受近控制点的影响比
远控制点大
n 权重：距离的n次幂倒数
wi
=
1
d
n i
∑ ∑ z(x,
y)
=
n
i =1
zi
wi zi
/
n i =1
wi
if di ≠ 0 if di = 0