第五章 空间形态.ppt

§5－7 DEM分析 一、DEM 和DTM DEM（Digital Elevation Model），是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型 Digital Terrain Model，简称DTM 的一个分支。 DTM，描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布数据。 DEM用途广泛 可用于如土方量计算、通视分析等； 在防洪减灾方面，DEM是进行水文分析如汇 水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等; 在无线通讯上，可用于蜂窝电话的基站分析等。 二、 DEM的表示方法 数学方法 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 。（整体） 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有哪些信誉好的足球投注网站，根据有限个点进行拟合形成高程曲面。（局部） 图形方法 线模式 表示等高线、山脊线、谷底线、海岸线等等 点模式 建立DEM的最常见方法 按照规格格网采样 按照不规格格网采样 密度可以一致，可以不一致 三、 DEM的主要模型 规格格网模型 规则网格，通常是正方形，也可以是矩形、三角形等规则网格。规则网格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。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 。 等高线模型 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，这样一系列等高线集合和它们的高程值一起就构成了一种地面高程模型。 不规则三角网模型 TIN, Triangular Irregular Network TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到（在边上用边的两个顶点的高程，在三角形内则用三个顶点的高程）。 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，但数据点多则要求更多的计算资源。 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。 存在的问题 层次的数据必然导致数据冗余 自动有哪些信誉好的足球投注网站的效率问题， 三角网形状的优化问题 模型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 四、 DEM的建立 DEM数据采集 地面测量 现有地图数字化 GPS结合雷达、激光测高仪等 数字摄影测量 数字摄影测量 沿等高线采样 规格格网采样 渐进采样 混合采样 自动化DEM采集 五、 DEM的分析和应用 剖面分析 研究地形剖面，常常可以用线代面，研究区域的地貌形态、形状轮廓、地势变化、地质构造、斜坡特征、地表切割强度等。 在地形剖面上叠加其他地理变量，还可以提供土地利用规划、工程选址、选线等分析。 坡度图的绘制应在DEM或三角网DEM上进行。 可以通过简单的直线内插实现高程插值。 P t P0 + p1 – p0 *t 0 t 1 通视分析 以某一点为观察点，研究某一区域通视情况的地形分析。 通视分析的核心是通视图的绘制。 流域特征地貌提取与地形自动分割 高精度DEM数据和高分辨率、高光谱、多周期的遥感影像，为人们定量描述流域空间变化过程提供了丰富的数据源。 基于DEM数据自动提取流域地貌特征和进行流域地形自动分割是进行流域空间模拟的基础技术。 地形自动分割技术主要包括两个方面： 。 定义能反映流域结构的特征地貌，建立格网DEM对应的微地貌特征 特征地貌自动提取和地形自动分割算法 流域特征地形地貌提取与自动分割 流域结构 （a.内部沟谷段 b.外部沟谷段 c.内部汇流区 d.外部汇流区 e.沟谷结点） 坡度、坡向图 地表单元的坡度就是其法向量n与Z轴的夹角。 在DEM中计算坡度和坡向，派生出坡度坡向图供地形分析（如日照分析、土地适宜性分析等）。 地形表面面积和填挖土方体积计算 规格格网DEM可以通过四个角点值，确定一个四边形，得到中心点坐标，构成四个三角形，得到总面积和，通过累积，得到地表表面积。 根据高程与表面面积可以得到某区域的土方体积。 等高线提取 从DEM提取等高线、地形信息。 基于三角网 等高线追踪 空 间 分 析 第五章 空间形态 一、长度 1、数字线状物体的长度 空间物体抽象为点、线、面、体等，除点以外的空间物体都具有形态特征。 §5－1 线状物体的形态分析 1）算法缺陷：计算的长度小于实际长度 2）改变计算精度的途径： 通过合理的选择曲线坐标点串来改