[工程科技]第七章 数字地面模型及其应用.ppt

7.1 数字地面模型的概念 地理空间实质是三维的，只是人们通常在二维地理空间上描述和分析空间的分布。如专题图大多数是平面图。 DTM模型（Digital Terrain Model) 于50年代由MIT摄影测量实验室提出，是用数字形式描述地形表面的模型。实质上这是对地面形态和属性信息的数字表达。 当DTM模型中数字属性为高程时称数字高程模型，即DEM模型（ Digital Elevation Model)。DEM模型是DTM模型的一种特例。从测绘的角度看，DEM模型是新一代的地形图，它通过存储在介质上的大量地面点空间数据和地形属性数据，以数字形式来描述地形地貌。 7.2 DEM的常用数据模型 2、格网的含义 用规则采样点，或把不用规则采样点内插成规则点，以矩阵形式来表地面形状。它已成为栅格数据结构中DTM的通用形式。 3、格网的生成 内插方法： 1）距离加权法 2）双线性插值法 3）趋势面插值法 4）样条插值法 5）克吕格插值法 4、规则格网模型的优缺点 优点 1）数据结构简单，算法实现容易。 2）容易计算等高线、坡度、坡向、自动提取地域地形等。 二、不规则三角网 (Triangulated Irregular Network TIN）模型 2、不规则三角网规则的生成  3、不规则三角网规则格网模型的优缺点 不规则三角网 模型的优点： 1）克服栅格数据中的数据允余问题 2）可充分表示复杂的地形特征，它能适应起伏不同的地形，用大量三角形地面形态效率高，数据精度高。 不规则三角网 模型的缺点： 1）算法实现复杂，由于形成三角网 方法不同有不同算法 2）对特殊的地形线要调整  7.3 DTM数据的采集 1、DTM数据源的种类 1）航空航天遥感影像为数据源 2）以地形图为数据源 3）以地面实測记录为数据源 4）其它数据源 2、DTM数据源的采集 1）数据采集的方法 2）数据采集的原则 3、数据采集的后处理 采集的DEM数据必需进行后处理方可应用，后处理包括： 1）格式转换 2）坐标转换 3）数据编辑处理 4 ) 数据分块 4、数据密加的增加和插值 数据加密和插值的核心问题是确定内插方法，任何一种内插方法都是基于原始函数光滑性，也就是说认为临近数据点之间存在很大的相关性。 7.4 DTM模型的建立 一、地形三维显示的步骤 1、获取地形数据 2、生成数据高程模型 3、进行可视化处理 4、进行三维显示 二、 GIS可视化研究的几个技术 三、地形三维显示的方式 1、线框法 通过物体的三维边缘框架来表示物体的几何形状。即将地物表面按一定间隔获取数据点，连成折线或曲线，经投影变换后显示。 2、表面法 线框法用地物的边线来显示表面形状。 表面法将整个数据模型看作一个大的复杂空间曲面，来显示地物表面形状。具体安排时将表面分成很多格网以此为面元，作为基本单元进行处理。面元具有各自的属性可独立进行填充消阴显示。 3、体素法 体素法具有真正意义上的三维显示，它将空间物体分成很多的体元素，如长方体、台面体，作为基本单元进行处理。体元具有真三唯特性。 四、地形的三维叠置技术 1）点要素和三维地形的叠置 2）线要素和三维地形的叠置 3）面要素和三维地形的叠置 五、DTM模型的可视化分析 1、通视性分析 两点之间的通视性（intervisibility)指在A点是否能看到B点。常用的方法： 1）剖面线分析法 2）射线追踪分析法 2、可视域分析 7.6 DTM模型的应用 一、 DTM模型在地图制图中的应用 二、 DTM模型在地形分析中的应用 1