数字高程模型1.pptVIP

内容提要 基本概念 DEM的数据获取 DEM表面建模 DEM精度的数学模型 DEM生产的质量控制 DEM数据组织DEM内插 数字地形分析 DEM的可视化 DEM的地学应用 一、 基本概念 地形表达方法 数字高程模型（DEM：Digital Elevation Models) 数字地形模型（DTM：Digital Terrain Models) 涉及的相关学科和技术 应用范围 1、地形表达方法 等高线是最早用于描述地表形态的图示方法（约始于18世纪），被认为是制图学史上的最重要发明； 为了增强等高线的可视性，有很多方法被用于地形立体感表示如：写景法、地貌晕渲法、分层设色法等； 但数字地形表达（包括DEM）及其三维可视化方法真正使地形表达能重现真实的现实世界； 1.1 地形表达方法 数字地形的表达可分为两类，即数学描述与图形描述； 如何进行地形的数字表达则是DEM主要研究内容 一、 基本概念 地形表达方法 数字高程模型（DEM：Digital Elevation Models) 数字地形模型（DTM：Digital Terrain Models) 涉及的相关学科和技术 应用范围 2、数字高程模型(DEM) 模型的层次 概念模型是基于个人的经验与知识在大脑中形成的关于状况或对象的模型，概念模型往往也形成了模拟的初级阶段 物质模型通常是一个模拟的模型，如用橡胶、塑料或泥土制成的地形模型等。在摄影测量中广泛使用的基于光学或机械投影原理的三维立体模型也属于这类。物质模型的大小通常要比实际的小一些 数学模型一般是基于数字系统的定量模型。根据问题的确定性和随机性数学模型又有函数模型和随机模型之分 2、 数字高程模型(DEM) 评价模型的标准 - 精确性：模型的输出是正确的或非常接近正确； - 描述的现实性：基于正确的假设； - 准确性：模型的预测是确定的数字、函数或几何图标等； - 可靠性：对输入数据中的错误具有相对免疫力； - 一般性：适合于大多数情况； - 成效性：结论有用并可以启发或者指导其他好的模型 数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）是表示区域D上地形的三维向量有限序列{Vi= (Xi, Yi, Zi)}，其中（Xi, Yi∈D）是平面坐标，Zi是（Xi, Yi）对应的高程，对于规则格网{Vi, = Zi}； DHM( Digital Height Model),DTEM,DSM,等是一个与DEM等价的概念 数字地面模型、数字高程模型定义 DEM研究背景 DEM最早由Miller(1956年) 提出，用于解决高速公路的自动设计； 其研究可分为五个时期： 50年代末形成概念； 60-70年代主要进行插值问题的研究；（即研究如何精确地表达地面模型） 70年代中后期主要进行采样问题的研究；（即研究多途径[包括等高线、规则格网、解析仪等]的数据获取问题）； 80-90年代对DTM的研究涉及到DTM的很多方面，包括其精度、地形分类、质量控制、数据压缩、DTM应用等； 90年代以后主要着重于DTM的特征提取及分析研究； DEM研究内容 地形数据采样 地形建模与内插 数据组织与管理 地形分析与地学应用 DEM可视化 不确定性分析和表达 DEM的分类 DEM的分类 据大小和覆盖范围分类： 局部DEM； 全局DEM； 地区的DEM； 据模型的连续性分类： 不连续的DEM：用一系列局部的表达表示整个地形，有正方形分布与等边三角形分布等形式； DEM的分类 连续DEM：用相互连接的一系列局部表面或面片构成整个地形的连续表面； DEM的特点 精度的恒定性； 表达的多样性； 更新的实时性； 尺度的综合性 DEM的系统结构与功能 一、基本概念 地形表达方法 数字高程模型（DEM：Digital Elevation Models) 数字地形模型（DTM：Digital Terrain Models) 涉及的相关学科和技术 应用范围 3、 数字地形模型（DTM） 数字地形模型（Digital Terrain Model, DTM）是地形表面形态等多种信息的一个数字表示，其数学表达为定义在某一区域D上的m维向量有限序列：{Vi, i = 1, 2, 3,…，n}，其中Vi分别为地形（x, y, z）、地貌、地物、自然资源、环境、社会经济等等信息的定量或定性描述； DTM是GIS中一种非常重要的产品； DTM建模遵循的原则 包含的任何一个可转换为数字的地面特性数据，都与特定的二维地理坐标数值相结合(空间性）； 数字地形模拟也是一个数学模拟的过程，在此过程中形成地形表面的大量采样点将按一定精度进行观测，这时地形表面被一组数