第三章第五节_数字高程模型DEM.ppt

2 DEM的主要表示模型 （1）等高线（CONTOUR）模型 （2）规则格网（GRID）模型 （3）不规则三角网（TIN）模型 等高线（CONTOUR）模型 等高线（CONTOUR）模型 规则网格模型（GRID） 规则网格模型（GRID） 优点： 结构简单，很容易用计算机进行处理 很容易地计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自动提取流域地形 规则网格模型（GRID） 缺点： 地形简单区域存在大量数据冗余，数据量过大，管理不便，通常要进行压缩存储 不改变栅格大小，则无法适用于起伏程度不同的区域 格网不能准确的表示地形结构和细部（格网的值是网格单元的平均值或中心点处的值）。为弥补缺憾，附加地形特征点、山脊线、山谷线以描述地形结构 不规则三角网模型（TIN） 不规则三角网模型（TIN） 优 点 缺 点 存储方式复杂，不仅要存储每个点的高程，还要存储其平面坐标、节点连接的拓扑关系，三角形及邻接三角形等关系 DEM模型之间的相互转换 GRID/TIN生成Contours 高程点/ Contours生成TIN 高程点/ Contours生成TIN 高度源（Height Source）：指定图层属性表中的一个字段，从这个字段中获取高程值。对于3D 图层，高度值存储在“Shape”字段中，可选择[要素Z值]；当图层中无高度属性时，可选“无”，但要保证至少有一个图层属性表中有高度值 矢量图层在构造三角网时的作用（“三角网作为”选项）：如果是高程点图层，则选择为“散点Mass points”；如果是等高线等线要素图层，则可设置为：Mass points、Hard Breaklines、Soft Breaklines三种类型。多边形图层，则选项为：Mass points、Hard Breaklines、Soft Breaklines、Hard clip Polygons…… 对线和面特征可以分为“硬（Hard）”或“软（Soft）”。硬特征表示突变的事物（如道路、河流等指示坡度突变），软特征表示连续的事物（如连续的山脊线等） （1）沿等高线采样 （地形复杂或陡峭） （2）规则格网采样 （3）选择采样 （沿山脊线、山谷线、断裂线以及离散碎部点（如山顶）采集，适合不规则三角网DEM的建立） （4）随机采样 （5）混合采样（即在规则采样的基础上再进行沿特征线、点采样） 空间数据采样方案 DEM生成的全过程包括：原始数据获取、DEM模型构造、数据插值、在所定数据结构支持下的数据存储和模型输出 从等高线数据可以直接生成TIN，也可直接生成格网DEM 格网DEM也可由等高线先生成TIN再内插获得 经过实践证明，由等高线先生成TIN再内插格网DEM的精度和效率都是很好的 1 基本地形因子计算 （1）坡度和坡向计算 （2）地表粗糙度（破碎度） （3）高程变异分析 （4）表面积的计算 （5）投影面积的计算 （6）体积的计算 （7）剖面积的计算 （1）坡度和坡向 坡度是表示地面在该点倾斜程度的一个量，因此，它是一个既有大小又有方向的量 坡度定义为水平面和地形表面之间夹角的正切值 坡向为坡面法线在水平面上的投影与正北方向的夹角 （1）坡度和坡向 坡向图是坡向的类别显示图，斜坡的倾斜方向可取方位角0o～360o中的任意方向。坡向一般分为9类：东、南、西、北、东北、西北、东南、西南和平地 在实际应用中，可以综合为四种坡向，即平缓坡、阳坡、半阳坡和阴坡，分别用1、2、3和4表示 （2）地形特征参数——e. g 地表粗糙度 根据DEM计算得到的山影图 O点（x0，y0，z0)为观察点，P点（xp，yp，zp）为某一格网点，OP与格网的交点为A、B、C，则可绘出OP的剖面图 ，OP的倾角α观察点与各交点的倾角βi （i＝A，B，C），若tgα＞max（tgβi ，i＝A、B、C)，则OP通视，否则不通视。 通视分析示例 1）根据DEM制作等高线图 ----利用DEM绘制等高线图是以格网点高程数据或者将离散的高程数据由栅格追踪法原理转换为矢量等值线所产生的，该方法可以适用于所有的利用格网数据方法绘制等值线图 2）根据DEM制作地形晕渲图 流域地貌形态结构定义 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 流域特征地貌自动提取和地形自动分割算法 特征地貌定义与提取 根据网格点高程与周围高程值的关系，将格网点分为坡地、洼地、分水线、谷地、阶地和鞍部等几类