8第七章-2城市地形三维建模分析研讨.ppt

*;一、数字地形模型（DTM） 数字地形模型（DTM）与数字高程模（DEM） 数字地形模型（DTM, Digital Terrain Model）是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（ DEM ，Digital Elevation Model）。 DTM建模可用于土地利用现状的分析、合理规划及洪水险情预报等。 ;DEM通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵表示，广义的DEM还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。 在地理信息系统中，DEM是建立DTM的基础数据，其它的地形要素可由DEM直接或间接导出，称为“派生数据”，如坡度、坡向、粗糙度等，并可进行通视分析、流域结构生成等应用分析。;DEM的主要表示模型 规则格网模型 规则网格，通常是正方形。规则网格将区域空间切分为规则的格网单元，每个格网单元对应一个数值。数学上可以表示为一个矩阵，在计算机实现中则是一个二维数组。每个格网单元或数组的一个元素，对应一个高程值。 ;等高线模型 等高线模型表示高程，高程值的集合是已知的，每一条等高线对应一个已知的高程值，这样一系列等高线集合和它们的高程值一起就构成了一种地面高程模型。 ;二、不规则三角网（TIN）模型 1、规则格网DEM存在许多难以克服的缺陷： 1）在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余； 2）在不改变格网大小情况下，难以表达复杂地形的突变现象； 3）在某些计算，如通视问题，过分强调网格的轴方向。 不规则三角网（Triangulated Irregular Network, TIN）是另外一种表示数字高程模型的方法： 它既减少规则格网方法带来的数据冗余，同时在计算（如坡度）效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。 ;不规则三角网（TIN）模型特点 不规则三角网数字高程由连续的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点，或节点的位置和密度。 不规则三角网与高程矩阵方法不同之处是随地形起伏变化的复杂性而改变采样点的密度和决定采样点的位置，因而它能够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点如山脊、山谷线、地形变化线等表示数字高程特征。;*;实验九 城市地形三维建模分析 目的 深入了解GIS空间分析功能的特点和用途。 初步掌握MapInof环境下不规则三角网（TIN）及数字地形模型的生成方法，并对运用空间分析方法解决实际规划问题建立初步认识。 ;要求 以南京市东郊地区等高线地形图dwg为基础，在MapInfo中生成不规则三角网（TIN），并在此基础上创建3D地图，进行观察。 尝试在ArcGIS中利用东郊地区地形数据库进行地形分析。 实验数据 南京市东郊地区地形图njdj_dx.dwg。 ;实验步骤 1. AutoCad 地形数据njdj_dx.dwg转换进入ArcGIS 新建Geodatabase 在ArcCatalog中找到dwg文件（浅蓝色表示），并将其中的多义线（线形）数据右键导出到Geodatabase 设置Geodatabase中导出线形Feature Class的空间参考 ;2. 打开转换所得的线状图层，提取等高线 使用ArcMap的Select by attributes命令（或者ArcToolbox内的Select工具）选择Elevation字段在合适范围内的多义线，其余的删除 3. 使用Create TIN命令，取等高线的高程信息生成TIN 打开3D Analyst工具栏 使用Create TIN命令，并选择合适的图层及字段（Elevation） 设置保存路径并生成TIN;;;;4. 将所生成的TIN调入ArcScene，进行检视，对TIN的各项设置进行修改，达到合适效果。 5. 通过3D Analyst或者Spatial Analyst工具栏的Surface analysis菜单功能，建立坡度、坡向分析图。通过视线分析功能进行视线分析。 6.设计不同视角、不同大小的图像4-6幅，并通过File – Export命令保存为jpg图像;;课后作业 尝试使用ArcToolbox中的Topo to raster工具将等高线转换成选Grid栅格形式DEM三维地形模型，并将结果与TIN进行比较。 尝试设置转换过程中的各种参数，分析参数的作用。 尝试使用Surface analysis表面分析功能进行更多类型的3维表面分析。