[信息与通信]7-1数字高程模型及其应用.ppt

第七章数字高程模型及其应用 主要内容 重点内容： ① DEM的数据获取方法及数据预处理。 ② DEM的内插。 本章难点： ① DEM的内插方法。 数字摄影测量4D产品 §7-1 概述 图解地图（地形图）用图解的方式将地面上的信息（地形、地物以及各种文字注记等）表示在图纸上。 数字地面模型（DTM）：地面信息的数字表达。是一个表示地面特征空间分布的数据库。一般用一系列地面点坐标X，Y，以及该地面点上的高程Z或属性（名称、目标类别、特征等）组成的数据阵列，以此组成数字地图。 ?? DTM的测制过程 首先，按一定的测量方法（野外直接测量、室内立体摄影测量等），在测区内测量一定数量的离散点的平面位置和高程，这些点称为控制点（数据点或参考点）； 接着，以控制点为网络框架，在其中内插大量的高程点，（内播是由计算机根据一定的计算公式并依照某种规则图形（如方格网）求解的）。控制点和内插点的平面位置和高程数据的总和，即该测区的数字地面模型。 它以数字的形式表示了该测区地貌形态的平面位置，即点的X、Y坐标表示平面位置，Z坐标表示地面的特征。??? DEM 数字高程模型（DEM/DHM）：地面高程信息（起伏形状的）数字表达,地面按一定格网形式有规则的排列，点的平面坐标X，Y可由起始原点推算无需记录，这样地表面形态只用点的高程Z表示，这种数据阵列———DEM 特点：存储量小（还可以压缩存储），便于管理 缺点：有时不能准确的表示地形的接都与细部，导致基于DEM 描绘等高线不能准确的表示地貌。 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的表达形式 ２、不规则三角网（ＴＩＮ） 二种DEM表达方式的优缺点 （1）GRID是目前使用最广泛的一种形式， GRID DEM存储量小,同时，由于计算机处理矩阵比较方便，因此，GRID非常便于使用和管理。GRID适用与大范围的地形起伏不大的地区。 缺点：不能准确表示地形的结构与细部，因此，基于 DEM描绘的等高线不能准确的表示地貌。 （2）TIN能较好的顾及地貌特征点、线，表达复杂的地形表面比GRID要准确。 缺点：数据量大，数据结构复杂，因而使用及管理也较复杂。不仅要存储三角形的顶点，还要存储各三角形的邻接关系。 DEM应用 ＤEＭ的发展过程 §7-2 DEM数据获取方法及数据预处理 一、 数据点的获取 数据采集是获取建立DEM所需要的基础数据，即数据点。 1、野外实测获取：（电子速测仪）自动记录的测距经纬仪（速测经纬仪或全站经纬仪）野外实测获取数据 §7-2 DEM数据获取方法及数据预处理 2、从现有的地图上获取高程数据与地物 §7-2 DEM数据获取方法及数据预处理 3、摄影测量方法（遥感系统直接测得，摄影测量立体模型上采集） 雷达测量数据采集 合成孔径雷达干涉测量InSAR 机载激光雷达（机载激光扫描）LIDAR 主动遥感测量，周期短，精度高，高程精度可达到10cm，空间分辨率达到1米。 通过对获取的三维坐标数据进行滤波、分类等（剔除不需要数据），进行建模，即可得到DEM数据。 §7-2 DEM数据获取方法及数据预处理 （1）摄影测量数据点记录方法： A：等距离间隔记录 B：等时间间隔记录 采集数据点精度 野外测量、影像、地形图扫描的精度从高到低。 激光扫描、干涉雷达的精度是非常高的。 摄影测量比GPS的精度要高，达到厘米级。地形图的手扶跟踪和扫描矢量化的精度都较低。 二、DEM数据预处理 DEM数据预处理是DEM内插之前的准备工作它是整个数据处理的一部分。 数据格式的转换 坐标系统的转换 数据的编辑 栅格数据的矢量化转换 数据分块等 DEM数据预处理 （1）格式转换：数据采集的软硬件各不相同。 （2）坐标系统转换：统一到国家坐标系（或局部坐标系）。 （3）数据编辑：把采集的数据用图解的方式显示在图像显示器的屏幕上或用数控绘图桌绘出，从而找出错误或需要补测的数据点，还还需要数据压缩减少数据量。 （ 4）栅格数据转换为矢量数据：地图扫描影像（灰度阵列）--二值化———形态处理---边缘跟踪---获取等高线按顺序排列的点坐标即矢量数据---DEM （5）数据分块：由于数据采集的方式不同，数据的排列顺序也不同，例如等高线数据是按各条等高线采集的先后顺序排列的，但是在内插DEM时，