秦昆版第五章三维数据空间分析方法.pdf

第五章 三维数据的空间分析方法 余洋 yuy@whu.edu.cn 主要内容 1 三维地形模型 2 三维可视化 3 三维空间查询 4 三维空间特征量算 5 常用的三维数据空间分析 6 ArcGIS 的三维数据空间分析工具 5.1 三维地形模型 高度变化有可能引起： 数字地面模型 气候变化 土壤、植被、地质变化 数字高程模型 地物变化 其它 数字地面模型 Digital Terrain Model, DTM DTM是指描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值 阵列。在20世纪50年代由美国MIT摄影测量实验室主任米勒 (C.L.Miller)首次提出，并利用这个模型成功地解决了道路工程 中的土方估算等问题。 • 德国的DHM （Digital Height Model ） • 英国的DGM （Digital Ground Model ） • 美国地质测量局的DTEM （Digital Terrain Elevation Model ） • DEM （Digital Elevation Model ） DTM的涵义比DEM和DHM更广。 数字地面模型 Digital Terrain Model, DTM 从数学的角度，可用如下二维函数系列取值的有 序集合表示数字地面模型: K =f (u , v ) (k=1,2,3,…,m;p =1,2,3,..,n) p k p p • K : 第p 号地面点(单一点或某点及其微小邻域所划定的一个 p 地表面元)上的第K 类地面特性信息的值； • (u , v ): 第p 号地面点的二维坐标; p p • m(m大于等于1): 地面特性信息类型的数目； • n: 地面点的个数。 数字地面模型 Digital Terrain Model, DTM 如假定将土壤类型作为第i类地面特征信息，则土 壤类型的数字地面模型(数字地面模型的第i个组成部分 )如下： I =f (u , v ) (p =1,2,3,…,n) p i p p 1．地貌信息：高程、坡度、坡向、坡面形态及描述地表起伏情 况的更为复杂的地貌因子； 2 ．基本地物信息：水系、交通网、居民点和工矿企业及境界线； 3 ．主要的自然资源和环境信息：土壤、植被、地质、气候； 4 ．主要的社会经济信息：人口、工农业产值、经济活动等。 数字高程模型 Digital Elevation Model, DEM K =f (u , v ) (k=1,2,3,…,m;p =1,2,3,..,n) p k p p 若m=1,f 为对地面高程的映射, (u , v )为矩阵行列号 1 p p 时, DTM即为DEM 。 DEM是DTM的一个特例或者子集 DEM是DTM 中最基本的部分，是对地球表面地形地 貌的一种离散的数学表达。 数字高程模型 Digital Ele