数字高程模型ppt课件

间接 透视图
晕眩图
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DEM的操作
主要包括： l 编辑处理 l 滤波 l 合并 l 拼接 l 叠加 l 不同格式DEM之间的转换。
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DEM的分析
主要包括： l 基本地形信息计算：坡度、坡向、
地表粗糙度、地形起伏度、剖面曲 率、平面曲率等地形描述因子。 l 复杂地形信息计算：可视域分析、 地形特征提取、水系特征分析等。
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DEM定义
Miller (1958)
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统计表示
Doyle （1978）
描述地面诸特征空间分布的有序数值阵列，在一般情况 下，所记录的地面特征为高程值，他的空间分布由x、y 平面坐标系统来描述，也可通过经度和维度进行描述海
拔分布。
DEM可视化 DEM分析
DEM的不确定性分析
与表达
DEM应用
数据采集 数据处理 应用
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DEM数据的来源
地形图数字化 影像数据 野外地面测量
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DEM建立流程
航摄相片
地形图
全数字化摄影测量
正射影象
提 交
影象 数据库
纹理映射
DEM
提 交
DEM 数据库
透 视
数字等高线
扫Leabharlann Baidu
描
移动曲面
数 字
化
矢量 数据库
通过对这些数据和图形的解译和发现，可获取 在地形图上没有直接表现的知识。
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地表形态表达:从模拟到数字
象形绘图法
写景表示法
数字高程模型
等高线图示法 8
DEM的概念与理解
传统的高程模型－－等高线地形图：
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。
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DEM的可视化
主要包括：
l 二维可视化:等高线地形图、分层 设色图、剖面图等。
l 三维可视化：三维地形透视图、晕 渲图、纹理影射、地形细节层次模 型，以及在其他信息辅助下的地形 三维景观图、地形三维造型图、地 形场景仿真等
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DEM主要功能
主要包括：
l 高程内插： l 拟合曲面内插： l 等高线内插： l 可视区域分析； l 面积体积计算； l 坡度、坡向、曲率计算 l 晕渲图
数字高程模型： DEM(Digital Elevation Model)
区域地形表面海拔高度的数字化表达（狭义） 或 地理空间 中地理对象表面海拔高度的数字化表达（广义）。
传统的高程模型数字高程模型：
• 数字化： 数字计算机只识数字，一切必须数字化 • 离散化： 数字计算机容量有限，必须采样离散化 • 结构化： 借助计算机表达与处理，模型必须结构化
Digital Terrain Model
泛指地形表面自然、人文、社 会景观模型
Digital Terrain Elevation Model
为美国国防制图局所使用的地 形模型，强调模型的格网结构
特征
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DTM与DEM
数字地面模型：DTM(Digital Terrain Model)
地表二维地理空间位置和其相关的地表属 性信息的数字化表达。
区别与联系：
数字地面模型中地形属性为高程时，称为数字 高程模型。都是地球表面地形地貌离散数字的一 种数学表达；DEM是DTM的一个子集。
DEM不再仅是一种数据产品，而是数据及其相关 处理、表达和分析方法的统一体。
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DEM的信息特征
l 数字高程模型是零阶单纯的单项数字地貌模型， 是数字地貌模型总体的滋生点。
以绝对高程或海拔表示的地形 模型
Digital Height Model
以任意高程表示的地形模型， 包括绝对高程和相对高程，为
德国所使用
Digital Ground Model
Digital Geomorphology Model
具有连续变化特征的地表实体 模型，为英国所使用
除高程外的其他地貌形态模型， 如坡度、坡向等
l 构筑数字高程模型和由它派生数字地貌模型的 方法，有比较一般的应用意义。
数
单项数字地面模型 数
字
单项数字地面模型 字
地
高
…
面 模
单项数字地面模型
程 模
型
单项数字地面模型 型
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DEM数据的特点
数据精度的恒定性 表达的多样性 更新的实时性 尺度的综合性
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DEM的分类
数字高程模型
数据源 内容 结构
矢量叠加
三维表示与分析
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地形数字化表达方式
l 数学描述 l 图形表达 l 图像表达
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地形数字化表达方式
地 数学描述 全局
形
数
局部
字 化
图形方式
点
表
达
线
方
式
图像方式 直接
傅里叶级数 多项式函数 规则的分块数据 不规则的分块数据 不规则分布网络 规则分布网络 特征点（山顶、山脊、山谷） 等高线 特征线（山脊线、山谷线等） 剖面线 航空影像、遥感影像
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DEM与GIS的关系
3
实习内容
第一次 表面建模上机实习 第二次 地形分析上机实习
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考核及成绩
考核内容： 1、 实习报告 2、平时成绩 3、考试成绩
5
第一讲、数字高程模型概述
横
远
看
近
成
高
岭
低
侧
各
成
不
峰
同
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地形图
地理环境空间信息的载体和传输工具：
现实世界的缩影。人们在足不出户的情况下通 过阅图了解感兴趣区域的自然、社会、经济现象 和地势起伏等。
航空航天遥感资料 地形图 地面实测记录 … 综合性数字高程模型 区域性数字高程模型 专题性数字高程模型 … 规则格网数字高程模型
空间多边形数字高程模型
等值线数字高程模型
…
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DEM研究内容与体系
地形数据采样
地形表面
地形数据组织与管理
DEM建立
地形建模与内插
DEM
地形分析与地学应用
DEM操作
地形数据可视化
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参考教材
《数字高程模型及地学分析的原理与方法》
汤国安
《数字地形分析》
周启明
《数字高程模型》
李志林
《数字高程模型原理和方法》 刘修国
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课程主要内容
数字地面模型概论 DEM的数据组织模型 DEM原始数据采集 DEM表面建模 数字高程模型内插 DEM数据质量分析与控制 DEM基本地形分析 DEM三维可视化及应用 数字高程模型的应用 数字高程模型发展方向和展望
王之卓 （1979）
地形表面用X、Y、Z坐标的数字形式的一种表达
Burrough 数字形式表示的局部地球表面的量化模型，有时也成为
(1986)
数字地形模型DTM
Weibel (1991)
局部地形表面的数字化表达
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DEM DHM
DGM DTM DTED
数字地面模型有关术语
Digital Elevation Model