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数字高程模型 一、概述：DEM定义 概述：DEM 与 DTM的区分 概述：DEM的表示方法 概述：DEM的线模式表示 概述：等高线模式 概述：DEM的点模式表示 概述：GRID模式 概述：GRID模式的缺点 概述：不规则三角网(TIN) 概述：TIN的三角剖分 概述：TIN模型的存储方式 概述：TIN模型的表现 概述：TIN小结 概述：建立DEM的目的 二、DEM数据来源 DEM数据采集 数字摄影测量采样点的选取 DEM的生成 人工格网法 三角网法 构三角网的要求 立体像对法 曲面拟合法 等高线插值法 三、DEM的应用 三维景观 数码城市和虚拟现实 数码深圳 3D 建筑 DEM+DOM+DLG 交通行业：数字公路 DEM的土石方计算 坡度的计算 坡向的计算 坡度图和坡向图的制作 等高线的绘制 剖面分析 基于DEM的可视化分析 两点是否可见的算法 （交通部公路勘测设计院） 立体计算线路挖土、石方量 (1,0) (0,0) (1,1) Z10 Z11 Z01 P O Q R S 又： 所以： 坡向 QO与X轴之夹角T为坡向角 (1,0) (0,0) (1,1) Z10 Z11 Z01 P O Q R S 通常用3*3的格网窗口在DEM数据矩阵中连续移动计算完成。 在格网DEM上自动绘制等高线主要包括两个步骤： 1、等高线追踪，利用DEM矩形格网点的高程内插出格网边上的等高线点，并将这些等高线点排序； 2、等高线光滑，进一步加密等高线点并绘制光滑曲线。 1）意义： 常常可以以线代面，研究区域的地貌形态、轮廓形状、地势变化、地质构造、斜坡特征、地表切割强度等。 如果在地形剖面上叠加其它地理变量，例如坡度、土壤、植被、土地利用现状等，可以提供土地利用规划、工程选线和选址等的决策依据。 2）绘制 可在格网DEM或三角网DEM上进行。 已知两点的坐标A(x1，y1)，B(x2，y2)，则可求出两点连线与格网或三角网的交点，并内插交点上的高程，以及各交点之间的距离。然后按选定的垂直比例尺和水平比例尺，按距离和高程绘出剖面图。 剖面图不一定必须沿直线绘制，也可沿一条曲线绘制。 * * 一、DEM概述 二、DEM建立 1、DEM的数据获取 2、DEM的建立方法 三、DEM应用 DEM，(Digital Elevation Models)，是国家基础空间数据的重要组成部分，它表示地表区域上地形的三维向量的有限序列，即地表单元上高程的集合，数学表达为：z=f(x，y)。 DTM：当z为其它二维表面上连续变化的地理特征，如地面温度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤类型等其他地面诸特征，此时的DEM成为DTM(Digital Terrain Models)。 ●数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)：研究地面起伏。通过地表点集的空间直角坐标（x，y，z）并使需要进一步伴随若干专题特征来表示地形表面的,它是构成地形、地理分析的基础。 ●数字地形模型(Digital Terrain Model，DTM)：含有地面起伏和属性(如坡度、坡向等)两个含义，是DEM的进一步分析。是地表单元上高程的集合，是地貌形态的离散表示。DEM是构成DTM的基础，DTM的其他元素均有DEM导出，显然，DEM的质量好坏直接决定着DTM的精确性。 ●使用三维函数模拟复杂曲面； ●将一个完整曲面分解成方格网或面积上大体相等的不规则格网，每个格网中有一个点的观测值，即为格网值； ●适用于曲面插值来表示地下水或土壤的特性； ●描述高程曲线的等高线； ●数字化现有等高线地图产生的DEM比直接利用航空摄影测量方法产生的DEM质量要差； ●数字化的等高线对于计算坡度或生成着色地形图不十分适用。 等高线通常被存储成一个有序的坐标点序列，可以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段。由于等高线模型只是表达了区域的部分高程值，往往需要一种插值方法来计算落在等高线以外的其他点的高程，又因为这些点是落在两条等高线包围的区域内，所以，通常只要使用外包的两条等高线的高程进行插值。 高程矩阵(规则矩形格网)，与栅格地图相同。 ●表示方法：将区域划分成网格，记录每个网格的高程； ●线模型到高程矩阵的转换。 ◆优点：计算机处理以栅格为基础的矩阵很方便，使高程矩阵成为最常见的DEM； ◆缺点：在平坦地区出现大量数据冗余；若不改变格网大小，就不能适应不同的地形条件；在视线计算中过分依赖格网轴线。 规则格网法是把DEM表示成高程矩阵，此时，DEM来源于直接规则矩形格网采样点或由不规则离散数据点内插产生。 结构简单，计算机对矩阵的处理比较方便，高程矩阵已成为DEM最通用的形式。高程矩阵特别有利