第3章-DEM数据获取方法.pptVIP

数字高程模型 课程内容 DEM数据源及其特征 DEM数据采样的理论基础 DEM数据采集的主要方法 DEM数据采集质量控制 DEM数据的共享与利用 准备知识 数据点是建立数字地面模型的基础。 有了地面三维信息，就能根据这些已知信息（X,Y,Z）来确定地面数字函数模型，内插出需要的数据点。取得一种密集方形格网线结点处高程值，就能绘制等高线。对于图形的数据获取，则是记录坐标、属性、特征等。获取的原始数据，还要进行预处理。 DEM数据的主要来源 地形图 摄影测量与遥感影像数据 地面测量 既有DEM数据 DEM数据源及其特征 地形图数据及其特征 地形图现势性 现势性差，但物美价廉 地形图存储介质 温度，湿度等存放环境会使地形图图幅产生不同程度的变形 地形图精度 地形图精度决定地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示）、成图方法有关 各种不同比例尺的比较 摄影测量/遥感影像数据及其特征 现势性好：获取速度快、更新速度快、更新面积大（大范围DEM数据的最有价值来源） 相对精度和绝对精度低的遥感影像： Landsat—MSS、TM传感器、SPOT 高分辨率遥感图像：1米分辨率的IKONOS 0.61米QUICKBIRD 遥感影像数据及其特征 遥感影像数据及其特征 优点：更新速度快，地形图测绘和更新最主要的手段。 注意问题：存在几何畸变，需要增强处理，空间分辨率问题，解译和判读。 航空遥感影像数据作为DEM数据源注意点 遥感影像的几何畸变 遥感数据的增强处理 遥感影像数据的空间分辨率 遥感影像数据的解译和判读 地面测量数据及其特征 测量仪器：全球定位系统（GPS）、全站仪、电子平板或经纬仪/测距仪 测量要素：方向、距离和高差 （三维坐标x、y、z） 用途：公路铁路勘测设计、房屋建筑、场地平整、矿山、水利等对高程精度要求较高的工程项目 缺点：工作量大，周期长、更新十分困难，费用较高 现存DEM数据 覆盖全国范围的1:100万、1:25万、1:5万数字高程模型 七大江河重点防洪区的1:1万DEM 省级1:1万数字高程模型的建库工作也已全面展开 准备知识 DEM重点应放在数据来源和输入质量的控制上，而不是学习复杂的内插方法 DEM是实际地形表面的再现，其对地形表达（数字化模拟）的可信程度，很大程度上取决于原始地形采样点的分布和密度 地形曲面几何特征 理论基础：地形表面可以划分成点和线划分成一系列的单一几何表面 组成地形表面点和线可以分为两大类：特征要素和非特征要素 特征要素包括地形特征点和特征线 特征点：山顶、洼地、鞍部、山脚点、山脊点、山谷点等 特征线：山脊线、山谷线、各种断裂线（陡坎、海岸线、水涯线等） 非特征要素是分布在各个地形单元上的点和线，是为满足采样点密度要求而加测的点，这些点线主要是用来辅助地形重建（地形测图中的辅助等高线勾绘等） 地形的复杂程度 采样点多少要求 地形比较破碎，沟壑交错，这时宜多布设一些采样点，以便能正确反映地形细部变化特征 地形变化比较均匀平坦，则可在满足密度要求的条件下，可适当减少采样点 地形复杂度表达方法 常用的判别方法： 光谱频率法、分数维、地形曲率、相似性、坡度 （李志林 ） 坡度是地形复杂程度的最重要的因子？ 1.通过坡度可以完整地形成地形曲面 2.坡度是地形曲面函数一阶微分的函数(高程随距离变化的比率 ) ,坡度的变率是地形曲面的二阶微分 3.区域DEM高程精度与平均坡度值之间存在强相关 4.坡度可以表示地表的陡峭方向和大小 地貌单元类型 DEM数据采样除与地形的几何特征、复杂度有关外，地貌类型也对采样数据点的分布和精度有一定影响 行业地貌类型的划分标准 地貌学 黄土地貌、风成地貌、喀斯特地貌、丹霞地貌 地理学 ：平原、高原、丘陵、低山、高山、极高山 测绘学 ：地表坡度和高差 常用的方法：测绘学中的坡度和高差 有等高线图的计算方法 无等高线图：航测 等高线图中平均坡度计算方法 平均坡度在测区较大或等高距不相等误差大 解决途径：统计回归方法 基于的思想：地形图上的地形坡度越大等高线越密，反之，坡度越小等高线越稀 方法：格网划分研究区（格网大小取决于应用精度要求），计算各子区域内的等高线总长度，再根据回归分析方法统计计算单位面积内等高线长度值与坡度值之间的回归模型，然后将等高线长度值转换成坡度值。 坡度的计算 数字高程模型数据源的三大属性 点分布 （地理坐标系统中的经纬度或直角坐标系统中的东北向坐标值 ） 采样点的选取 数据的密度 高程数据点的密度，是影响数字高程模型质量的主