[工学]第十二章 DEM与大比例尺数字地形图的应用.pptVIP

第十二章 DEM与大比例尺数字地形图的应用 12.1 DEM的应用 12.1 DEM的应用 12.1 DEM的应用 12.1 DEM的应用 12.1 DEM的应用 12.1 DEM的应用 12.1 DEM的应用 12.1 DEM的应用 12.1 DEM的应用 七、带状土工建筑物土石方量算 在地形图上求路基、渠道、堤坝等带状土工建筑物的开挖或填筑土(石)方，可采用断面法。根据纵断面线的起伏情况，按基本一致的坡度划分为若干同坡度路段，各段的长度为，过各分段点作横断面图，如图所示，量算各横断面的面积为，则第i段的体积为： 带状土工建筑物的总体积为： 12.2.3 地形图的应用 * 12.2 大比例尺数字地形图的应用 12.1 DEM的应用 一、求单点高程 如图所示，设要求解正方形格网(1，1)一(2，2)中点P的高程。正方形格网的边长为S。四个角点的高程分别为z11，z2l，z12，z22。 根据四个顶点作出一个双线性(双曲面)多项式，即： 二、求地表面积 地表面积的计算可看做是其所包含的各个格网的表面积之和。若网格中有特征高程点，则可将格网分解为若干个小三角形，求出它们斜面面积之和作为格网的表面积。若格网中没有高程点，则可计算网格对角线交点处的高程，用四个共顶点的斜三角形面积之和作为格网的表面积。 空中三角形面积计算公式： 式中： Si 为三角形边长，按下式计算： 三、求体积 DEM体积由四棱柱(无特征高程点格网)与三棱柱体积进行累加得到，下表面为水平面或参考平面，计算公式为 ： 式中，hi为各地表点相对于下表面点的高差，A3与A4分别是三棱柱与四棱柱的底面积。举例如下： 四、三维图形显示 DEM三维图形显示是通过三维到二维的坐标转换，隐藏线处理，把三维空间数据投影到二维屏幕上。 五、DEM的可视化 1、通视性分析 通视分析有着广泛的应用背景。典型的例子是观察哨所的设定，显然观察哨的位置应该设在能监视某一感兴趣的区域，视线不能被地形挡住。这就是通视分析中典型的点对区域的通视问题。与此类似的问题还有森林中火灾监测点的设定，无线发射塔的设定等。有时还可能对不可见区域进行分析，如低空侦察飞机在飞行时，要尽可能躲避敌方雷达的捕捉，飞行显然要选择雷达盲区飞行。 1、通视性分析 五、DEM的可视化 观察点 不通视 通视 雷达盲区飞行 可视域的三维显示 2、飞行模拟 DEM图象通过与TM图象中7个不同波段进行叠加，生成仿真的真彩色或假彩色三维地形模型(DTM)，在此基础上进行飞行模拟。在飞行模拟环境中，可以根据观察的需要，对地面显示速度、方位、观察位置、高程和透视角度等进行交互控制，完全达到身临其境的效果。同时，它能将大范围、广视角和小范围、高精度有机地结合起来进行显示，可以从不同的高度、方位由远及近地观察大洋山的总体及部分特征。 五、DEM的可视化 12.1 DEM的应用 五、DEM的可视化 2、飞行模拟 3、虚拟城市 基于大比例尺城区地形图生成的三维城市模型可称为虚拟城市。由于具备丰富的数据来源，可生成包括点状符号在内的较详细的各地物要素的三维模型。结合平面图形上的各类注记，可以为地图模型增加街道、街区、建筑物等的三维注记。如果有典型建筑物的图像，可以为相应的模型贴上纹理．这样能使建立的三维城市模型更加生动逼真。 通过改变观察角度、高度能够实现在虚拟城市内的模拟行走、低空飞行等等。 五、DEM的可视化 3、虚拟城市 五、DEM的可视化 六、流域水文特征及土木特征 DEM为人们定量描述流域水文变化提供了丰富的数据源，能自动提取流域水文特征。土木工程是DEM应用的最早的一个领域，可用于工程项目中的开挖填方、线路勘测设计、水利建设工程等。 可读性：全面客观地反映地表信息 地貌 地物 (居民地、水系、交通、通讯、管线、 农林等) 可量性：获得地面基本数据：点、线、角、 高程、方向、面积、坡度