1格网数字高程模型讲解

Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
规则格网
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
三、ＤEＭ的表示方法
３、不规则三角网（TIN）表示法 （Trangulated Irregular Network，简写为
TIN） TIN表示的DEM是由连续的相互联接的三角形组 成，三角形的形状和大小取决于不规则分布的高 程点的位置和密度。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
泰森多边形构建ＴＩＮ
泰森多边形： 将分布在平面区域内地一组离散点用 直线分隔，使每个离散点都包含在一个
多边形内。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
五、 数字高程模型的应用
1、利用DEM绘制等高线 2、DEM绘制地面晕渲图 3、透视立体图的绘制 4、求地表面积 5、求体积 6、基于DTM的地形分析
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
4、求地表面积
地表面积的计算可看作是其所包含的每个格 网表面积之和。若格网中有特征高程点，则可 将格网分解为若干个小三角形，求出它们斜面 面积之和作为格网的表面积。若格网中没有高 程点，则可计算格网对角线交点处的高程，用 四个共用顶点的斜三角形面积之和作为格网的 表面积。
z=a0+a1x+a2y
系数a0、a1、a2可利用3个邻近的已知点求得 （２、多项式内插
内插点附近的曲面函数为
z=a0+a1x+a2y+a3xy+a4x2+a5y2
系数a0，…，a5，可以用被插值点附近的6个离散点代入 上式来确定
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
（３）、距离加权平均内插
现代测量学
1、利用DEM绘制等高线
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
2、 DTM绘制地面晕渲图
晕渲图是以通过模拟实 际地面本影与落影的方法 反映实际地形起伏特征的 重要的制图方法。但是， 传统的人工描绘晕渲图的 方法费工、费时，而且带 有很大的人工因素。而利 用 DTM 数 据 作 为 信 息 源 ， 以地面光照通量为依据， 计算对应栅格所输出的灰 度值，由此产生的晕渲图 具有相当逼真的立体效果。
现代测量学 11.4 格网数字高程模型
•曲 面 表 示
Modern Survey
现代测量技术室
一、概 述 现代测量学
数字地面模型:
Digital Terrain Modle（DTM），50年代， 美 麻省理工学院试验室主任 米勒(ler)首 先提出。是对地形起伏形态的数字表达，代表 着地形特征的空间分布，它由对地形表面取样 所得到的，并按一定结构组织在一起的一组点 的平面位置和属性特征以及一套对地面进行连 续表示的算法所组成。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
数字地图基本应用
• 查询点的坐标和高程 • 查询两点的距离和方位角
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
数字地图的应用
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
1、利用DEM绘制等高线
Modern Survey
现代测量技术室
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
3、透视立体图的绘制
立体图是表现物体三 维模型最直观形象的图形 ，它可以生动逼真地描述 对象在平面和空间上分布 的形态特征和构造关系。 通过分析立体图，我们可 以了解地理模型表面的平 缓起伏，而且可以看出其 各个断面的状况，这对研 究区域的轮廓形态、变化 规律以及内部结构是非常 有益的。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
一、概 述
• 由于地形起伏形态通常是用高程来表示的， 所以DTM中地形属性为高程时称为数字高程模 型（DEM)
• 与DTM密切相关的学科和技术 • GIS: DTM是其中核心部分的实体 • 测绘学: DTM的数据来源； • 应用数学: 内插DTM的理论基础以及分析 • 计算机科学: 算法及实现
基本思想：用被插值点P附近参考点的高程和到被插点的 距离来内插点P的高程。
(xi ,yi,zi),i=1,…，n，为被插值点P(x,y,z)附近的一组参考 点坐标，P的高程插值计算公式为：
n
n
Z (ci zi ) / (ci )
i 1
i 1
ci是距离加权函数，常用的形式是 ci=1/di2=1/ [(x-xi)2+(y-yi)2 ]
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
二、DEM的特点
• １、以多种形式显示地形信息 • ２、精度不会损失 • ３、容易实现自动化和实时化
• DEM数据的获取主要有三种方法：
• （1）野外实地直接测量得到；
• （2）利用摄影测量方法获取；
• （3）从地形图中采集。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学 三、ＤEＭ的表示方法
１、数学分块曲面表示法 把地面分成若干个块，每块用一种数学函数表示， 并使函数曲面通过离散采样点。主要用于复杂表面 模拟，一般不用。
２、规则格网表示法（Grid） 规则格网结构是将离散的原始数据点，依据插
值算法归算出规则形状格网的结点坐标，每个结点 的坐标有规律的存放在DEM中，最常用的是正方形 或矩形格网。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学 ２、由等高线建立格网ＤEＭ的方法
• 等高线离散化 等高线上的点离散化，按方法１建立。
• 等高线内插法 • 按照待求格网点的平面位置寻找该点上的最大
坡度方向，求取过该点的最大坡度线与其两侧相 邻两条等高线的交点，最后根据这两条等高线的 高程线性内插出待求格网点的高程。 • 等高线点离散化后生成三角网，三角网内插生成 格网
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
３、由离散点建立ＴＩＮ的方法
主要有两种方法： １、当离散点均为地形特征点，需要根据实际地形人 工构网； ２、当离散点密度较大时，根据一定的法则自动构网。
ａ、由泰森多边形构建ＴＩＮ； ｂ、根据距离最近法建立ＴＩＮ。
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
不规则三角网
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
混 合 数 据 模 型
Modern Survey
现代测量技术室
现代测量学
四、格网ＤEＭ的建立方法
１、由离散点建立格网ＤEＭ
（１）、线性内插
基本思想：用被插值点P最临近的3个点构成一个平面，然 后再内插P点高程。