[法学]第十三章_数字高程模型.ppt

第十三章、数字高程模型DEM 表面分析 第一节、数字高程模型DEM的表示和生成方法 概念区分 一、 DEM的表示方法 数字地形的表达可分为两类，即数学描述法与图像描述法； 二、DEM－GRID的数据来源和生成方法 DEM的数据来源 直接定位测量：测距仪、GPS接收仪、普通测量设备（如经纬仪）； 用于小范围内各种大比例尺高精度的地形建模，这种数据获取方法的工作量很大，效率不高，费用高昂； 地形图：数字化或由等高线自动生成； 对于经济发达地区，由于土地开发利用使得地形地貌变化剧烈而且迅速，既有地图往往也不宜作为DEM的数据源；但对于其他经济落后地区如山区，因地形变化小，既有地图无疑是物美价廉的数据源。 影像：航空影像测量方法可直接得到DEM； 航空摄影测量一直是地形图测绘和更新最有效也是最主要的手段，其获取的影像是高精度大范围DEM生产最有价值的数据源。利用该数据源，可以快速获取或更新大面积的DEM数据，从而满足对数据现势性的要求。 DEM的数据来源 遥感卫星：卫星扫描系统（如SPOT卫星上的立体扫描仪）获取的图像也能提供DEM； SAR：雷达干涉波可直接得到DEM； 机载激光扫描仪也可直接获取DEM； 1、人工网格法 将地形图蒙上格网，逐格读取中心或交叉点的高程值、构成数字高程模型。 2、立体像对法 利用遥感立体像对，根据视差模型，通过选配左右影像的同名点，可建立数字高程模型。 3、等值线插值 根据各局部等值线上的高程点，通过插值公式计算各点的高程，得到DEM。 等值线插值法是比较常用的方法，输入等值线后，可在矢量格式的等值线数据基础上进行，插值效果较好。 等高线插值算法生成DEM的方法 采用移动拟合加权平均插值方法。设P点为待内插的点，从P点按45°的方位间隔引出八条有哪些信誉好的足球投注网站射线，八条射线与P点相邻等高线的交点为C1，C2……Ci，其高程分别为Z1，Z2…Zi，它们到P点的距离设为d1，d2…di，则P点的插值高程Zp为 4、三角网转换法 对有限个离散点，每三个邻近点联接成三角形，构成三角网。每个三角形代表一个局部平面，再根据每个平面的拟合方程，可计算各格网点高程，生成DEM。 ArcGIS的命令为：TINLATTICE in_tin out_lattice {LINEAR | QUINTIC} {z_factor} {FLOAT | INT} in_tin - 待转换的三角网； out_lattice - 要生成的DEM； LINEAR – 插值方法选择线性插值； QUINTIC -插值方法采用双变量五次插值方程 {z_factor} – Z坐标的调正因子； {FLOAT | INT} – GRID的输出数据类型。 （1）、TIN的生成方法 首先取其中任一点P，在其余各点中寻找与此点距离最近的点P1，连接P和P1构成三角形的第一边，然后在其余所有点中寻找与这条边最近的点P2 ，找到后即构成第一个三角形，再以这个三角形新生成的两边为底边分别寻找距它们最近的点构成第二个、第三个三角形，依此类推，直到把所有的点全部连入三角网中。 （2）三角网的插值：双线性方法 求落在各个三角形内的网络点高程值（包括落在三角形边上的点） 待求点落在三角形ABC内，先用线性插值的方法，求D，E两点的值。设A，B，C，D，E，P处的值分别为VA、VB、VC、VD、VE，其中VA、VB、VC为已知，在DEM中实质上为高程值，则D、E两点处的插值为 5、高程点插值方法 以不规则点图元组织的Z变量的数据，并不适合于图形显示，也不适于进行分析。高级曲面分析要求将Z值转换成一个规则间距空间格网，或者转换成不规则三角形网。栅格法可用来将不规则的空间数据转化为规则格网的空间模式。 栅格法以一系列不规则分布的点图元为基础，它涉及某个有效范围内任意点Z值的内插，这个生成的点通常在在格网垂直线与水平线的交叉处。 反距离加权法 样条函数法 趋势面法 克利金法 生成方法小结 DEM数据采集的几点结论 摄影测量是DEM的重要数据源，是进行数据库更新的最有效方法之一； 现有地形图是DEM的另一重要数据源，从等高线生产DEM的方法已经完全成熟，被广泛地用于生产； 使用GPS、激光扫描、干涉雷达等新型技术进行DEM数据采集是很有发展前景的方法； 无论哪种方法，最大限度地采集重要的地形特征点是保证DEM质量和提高作业效率的基本前提； 利用基于不规则三角网TIN的方法进行数据建模和随机栅格转换，是快速可靠地生产高精度DEM的切实可行方案； 第二节、DEM基本地形因子计算 地形分析分类 1、高程分级 高程影响地表物质和能量的分布； 等间距或不等间距划分为若干高程等级，如用来区分丘陵、低山、中山、高山等 ，划分地貌类型 ArcGIS命令 LATTICEPOLY