数字高程模型第1章概论.pptVIP

数字高程模型;1、地表形态表达; 　● 十八世纪，测绘技术的发展使高程数据和平面位置数据的获取成为现实，对地形的表达也由写景式的定性表达逐步过渡到以等高线为主的量化表达。在等高线地形图上，地形起伏、地物等的描述不再是象形符号、色彩或明暗的变化，而是正交地投影在水平面上，相邻高程相等的点连接而成的闭合曲线表示地形起伏特征和形态结构，线划符号表示按比例缩小的地物。; ● 与各种线划图形相比，用影像记录景观现象无疑具有更大的优点，如地形特征表达细节丰富、直观逼真、图形获取快速等，因此摄影技术一经出现就被广泛的用来记录丰富多彩、千姿百态的自然景观现象。航空摄影测量技术的出现，使得影像数据获取在周期、覆盖面、应用范围等方面大幅度提高。; 1.2 数字地形的表达。　　● 二十世纪六十年代以后，空间技术、通讯技术等的迅速发展，在航空摄影测量、航空地质探矿、航空像片判读应用发展的基础上诞生了遥感科学技术。伴随着70年代美国地球资源卫星（LandSat）的升空，摄影测量从航空发展到航天，遥感技术获得极为广泛的应用。　　● 20世纪四十年代计算机技术的出现以及相关技术如计算机图形学、计算机辅助制图、现代数学理论等的完善和实用，使得各种数字地形的表达方式得到迅速发展。借助于地形的数字化表达，现实世界的三维特征以及可量测性能够得到充分而真实地再现。;　　● 1958年麻省理工学院摄影测量实验室Miller教授对计算机和摄影测量技术的结合在计算机辅助道路设计方面进行了试验，量取了设计道路两侧大量的地形点三位空间坐标，由计算机取代人进行土方计算、方案比选等，成功地解决了道路工程计算机辅助设计问题。证明了用计算机进行地形表达的可行性、巨大应用潜力和经济效益。提出了Digital terrain model—DTM，数字地面模型，随后在测绘、遥感、农林、土木工程、军事、地学分析等领域得到广泛深入地研究。 地形表达从模拟时代走向数字时代！;2、数字高程模型 ;　　　数字高程模型的定义为：数字高程模型是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟－－模型化表达和过程模拟，Digital Elevation Model，简称DEM。 　　　简单地说，空间起伏连续变化现象的数字化表示和分析工具的集合。 狭义DEM：是区域地表面海拔高程的数字化表达－－地表； 广义DEM：是地理空间中地理对象表面海拔高度的数字化表达----对象表面，具有更大的包容性，如海底DEM，大气等压面DEM等。;;DEM和DTM的关系： DEM是DTM的子集，是DTM最基本的部分； 20世纪60年代出现了地理信息系统的概念，其含义包括了DTM，在概念上取代了DTM。 DTM提出后，其实际发展和应用中的内涵还主要局限于DEM，故二者的名称混淆使用，主要表示的都是DEM的概念。; 2.2 数字高程模型的研究内容 ● 地形数据采样。建立DEM的基础是地形高程数据，因此地形数据获取是数字高程模型的首要环节。地形数据的分布、密度和精度对数字高程模型的质量有着非常重要的影响。数据采样策略、高精度快速数据采样技术等一直是DEM数据采样的主要研究议题之一。　　● 地形建模与内插。DEM是对地形表面的数字化表示，其建立过程实际上是一种数学建模过程，也就是说地形表面被一组相互组织在一起的地形采样点所表达，如果需要该数学表面上其它位置处的高程值，可应用一种内插方法来进行处理。高度逼真、多尺度地形建模技术和快速高效的内插算法是数字高程模型永恒的主题。; ● 数据组织与管理。DEM是按一定结构组织在一起的地形数据，数据结构的好坏直接涉及DEM对地形的重建精度。对于大规模的地形数据，需要通过数据库进行管理，数据库管理技术和空间索引技术是高效的数据查询、数据浏览、无缝漫游等的技术保证。地形表面具有多尺度特征，多尺度地形的表达与组织是DEM面临的主要课题之一。　　● 地形分析与地学应用。DEM的应用主要包括两个部分，即基本应用和地学分析应用。基本应用主要是在DEM上实现等高线地形图上的地形分析功能，如高程内插、坡度坡向计算、土方计算、地形结构识别等；地学分析应用与具体学科相联系，主要研究基于DEM的地学模型、地学过程模拟等内容。 ; ● DEM可视化。实现以多种方式如等高线、晕渲图、线框透视、动画等在不同层面上对地形进行表达、观察和浏览。　　● 不确定性分析和表达。数字高程模型的精度对DEM的生产者和使用者都具有十分重要的意义。DEM精度研究包括DEM数据源精度、数据内插精度、数据模型精度、各种误差在DEM数据操作过程中的传播问题以及DEM数据生产中