最新DEM数字高程模型汇总

二、DEM数据来源
数据源来源： （1）航空或航天遥感图像为数据源 （2）以地形图为数据源 （3）以地面实测记录为数据源 （4）其它数据源 ●数据源决定采集方法。数据点的采集密 度和采点的选择决定DEM的精度。
DEM数据采集
●数字摄影测量：利用带自动记录装置的立体测 图仪或立体坐标仪、解析测图仪及数字摄影测量 系统，进行人工、半自动或全自动的量测。其原 理是在摄影图的基础上利用测图仪进行测量。
●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；
概述：DEM的线模式表示
●描述高程曲线的等高线； ●数字化现有等高线地图产生的DEM比直接 利用航空摄影测量方法产生的DEM质量要差； ●数字化的等高线对于计算坡度或生成着色 地形图不十分适用。
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)。
因为TIN可根据地形的复杂程度来确定采样点的密 度和位置，能充分表示地形特征点和线，从而减少了 地形较平坦地区的数据冗余。
空间插值方法转换成点模式格式数据。
DEM的生成
方法： 1、人工格网法 2、三角网法 3、立体像对法 4、曲面拟合法 5、等值线插值法
人工格网法
●在地形图上蒙上格网，逐格读取 中心点或交点的高程值。
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。
DEM数字高程模型
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
概述：等高线模式
等高线通常被存储成Hale Waihona Puke Baidu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，又因为这些点是落在两条等高线包围的区 域内，所以，通常只要使用外包的两条等高线的高程 进行插值。
概述：DEM的点模式表示
高程矩阵(规则矩形格网)，与栅格地图相同。 ●表示方法：将区域划分成网格，记录每个网格的 高程； ●线模型到高程矩阵的转换。 ◆优点：计算机处理以栅格为基础的矩阵很方便， 使高程矩阵成为最常见的DEM； ◆缺点：在平坦地区出现大量数据冗余；若不改变 格网大小，就不能适应不同的地形条件；在视线计 算中过分依赖格网轴线。
●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
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。
构三角网的要求
应尽可能保证每个三角形是锐角三角 形或三边的长度近似相等，避免出现 过大的钝角和过小的锐角。
概述：建立DEM的目的
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)； 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。
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。
概述：GRID模式
规则格网法是把DEM表示成高程矩阵，此时，DEM 来源于直接规则矩形格网采样点或由不规则离散数据 点内插产生。
结构简单，计算机对矩阵的处理比较方便，高程 矩阵已成为DEM最通用的形式。高程矩阵特别有利于各 种应用。
概述：GRID模式的缺点
Grid系统有下列缺点： 1、地形简单的地区存在大量冗余数据；