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数字高程模型

DigitalElevationModel

长安大学

杨宏志

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主要内容

§一、DTM和DEM的概念

§二、DEM的主要表示模型

§三、DEM的数据采集方法

§四、DEM的建模方法

§五、DEM的分析与应用

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一、DTM和DEM的概念

§数字地形模型〔DTM，Digital

TerrainModel〕是描述地形外表形

态空间位置和地形属性分布的有序数

值阵列。DTM以离散分布的平面点

来模拟连续分布的地形。

§数字地形模型中地形属性为高程时称

为数字高程模型〔Digital

ElevationModel，DEM〕。不过，被

描述的地形属性也可以是地理空间上

的地价、污染负荷量、绿化率、降雨

量、气温、人口密度等。显然，DEM

是DTM的一个子集，是DTM的一个特例。

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数字高程模型的表示方法

●使用三维函数模

拟复杂曲面；

●将一个完整曲面

分解成方格网或面

积上大体相等的不

规那么格网，每个

格网中有一个点的

观测值，即为格网

值；

●适用于曲面插值

来表示地下水或土编辑课件

壤的特性；

二、DEM的主要表示模型

§1.规那么格网模型

§规那么网格，通常是正

方形，也可以是矩形、

三角形等规那么网格。

规那么网格将区域空间

切分为规那么的格网单

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

算机实现中那么是一个

二维数组。编辑课件

§2.等高线模型

§等高线模型表示高程，高

程值的集合是的，每一条

等高线对应一个的高程值，

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。

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§3.不规那么三角网〔TIN〕模型

§规那么格网DEM的缺陷：

§1〕在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余

§2〕在不改变格网大小的情况下，难以表达复杂地形

的突变现象。

§TIN〔TriangulatedIrregularNetwork,TIN〕模型根

据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，

区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。

如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插

值的方法得到〔在边上用边的两个顶点的高程，在

三角形内那么用三个顶点的高程〕。

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§4.层次模型

§层次地形模型〔LayerofDetails，LOD〕是一种表

达多种不同精度水平的数字高程模型。层次地形模

型允许根据不同的任务要求选择不同精度的地形模

型。

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三、DEM的数据采集方法

§1.地面测量

§利用自动记录的测距经纬仪〔常用电子速测经纬仪或全站经

纬仪〕在野外实测。这种速测经纬仪一般都有微处理器，可

以自动记录和显示有关数据，还能进行多种测站上的计算工

作。其记录的数据可以通过串行通讯，输入