9DEM与数字地形分解析.ppt

算法提取流程图 2 山脊线和山谷线的提取 山谷线 山脊线 山脊线与山谷线 （1） 基于图像处理的方法； （2） 基于地形曲面几何分析的原理； （3） 基于地形曲面流水物理模拟分析的原理； （4） 基于地形曲面几何分析和流水物理模拟分 析相结合的原理； 2 山脊线、山谷线的提取 基于地形曲面几何分析提取的山脊线 基于地形曲面流水物理模拟提取的山脊线和山谷线 1 流域定义 2 流域提取 （三）流域分析 1 流域定义 流域结构示意图 子流域 subbasin 流域水系网络 Stream networks 流域出水口（outlet） 流域界线（basin boundary） 主河道 （main channel） 支河道（tributary） 2 流域提取 步骤： （1）DEM洼地填平（fill) （2）水流方向的确定(flow direction) （3）水流累计矩阵生成（flow accumulation) （4）流域网络提取（stream networks) （1）DEM洼地填平（fill) 由于数据噪声、内插方法的影响，DEM数据中常常包含一些“洼地”，“洼地”将导致流域水流不畅，不能形成完整的流域网络。 洼地填充 原始DEM （2）水流方向的确定(flow direction) 最大坡降算法——D8算法 32 64 128 16 K 1 8 4 2 Slope=Dz/Di 式中: Slope为两个栅格之间的坡降； Dz为两个栅格单元之间的高程差； Di为两个栅格单元中心之间的距离。 78 72 69 71 58 49 74 67 56 49 46 50 69 53 44 37 38 48 64 58 55 22 31 24 68 61 47 21 16 19 74 53 34 12 11 12 2 2 2 4 4 8 2 2 2 4 4 8 1 1 2 4 8 4 128 128 1 2 4 8 2 2 1 4 4 4 1 1 1 1 4 16 原始DEM矩阵 水流方向矩阵 水流方向提取 32 64 128 16 K 1 8 4 2 水流方向 （3）水流累计矩阵生成（flow accumulation) 水流累计矩阵：指流向该格网的所有上游格网单元的水流累计量（以格网单元的数量或面积计）。 2 2 2 4 4 8 2 2 2 4 4 8 1 1 2 4 8 4 128 128 1 2 4 8 2 2 1 4 4 4 1 1 1 1 4 16 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 2 0 0 3 7 5 4 0 0 0 0 20 0 1 0 0 0 1 24 0 0 2 4 7 35 2 水流方向矩阵 汇流累积量矩阵 汇流累积量提取 32 64 128 16 K 1 8 4 2 （4）流域网络提取（stream networks) 采用的是地表径流漫流模型，通过模拟地表径流的流动来产生水系。 当汇流累积量达到一定值得时候，就会产生地表水流，所有汇流累积量大于临界值的栅格就是潜在的水流路径，由这些水流路径构成的网络就是河网。 1 通视性分析（Line of sight） 显示两点之间的通视情况，从而判断从一个观察点是否可以看到目标物，回答了“从这里我可以看到哪个目标？”的问题 。 2 可视域分析（Viewshed Analysis） 确定了从一个或多个观察点可以观测到的区域。回答了“从这里我可以看到什么？”的问题。 （四）可视性分析 1 通视性分析 B A 2 可视域分析 * * 人类认识自然、改造自然的过程中，尝试用不同的方式来描述和表达其活动的环境，因此有对地形表面表达的不同形式。 从早期的象形绘图法、到不具可量测性的写景表示法, 到定量可测的等高线图示法, 到影像地形图,到计算机内数字化的DEM。 三维地形借助二维来表达,尽管定量可测,但不符合人们观察地形景观的视觉生理感受,借助20世纪40年代发明的计算机,以数字化的方式表达/处理,现实世界的三维特征以及可测性能够得到充分而真实地再现。 1958年，美国麻省理工学院摄影测量实验室主任米勒(C.L.Miller) 教授首次将计算机与摄影测量技术结合在一起，比较成功地解决了道路工程的计算机辅助设计问题。他在用立体测图仪建立的光学立体模型上，量取沿待选公路两侧规则分布的大量样点的三维空间直角坐标，输入计算机，由计算机取代人工，执行土方估算、分析比较和选线等繁重的手工作业，大量缩减了工时和费用，取得了明显的经济效益。 勒的重要贡献在于证明了计算机进行地形表达的可行性、巨大的应用潜力与经济效益，并提出了一个一般性的概念：数字地面模型(Digital Te