第四讲数字地形模型与地形分析 周晓光 中南大学测绘与国土信息工程系
第四讲 数字地形模型与地形分析 中南大学测绘与国土信息工程系 周 晓 光
横看成岭侧成峰 远近高低各不同 苏轼 1999年1月
横看成岭侧成峰 远近高低各不同 ——苏轼
数字高程模型DEM ●DEM:数字高程模型DEM( Digital Elevation Model) ●DTM:数字地形模型( DigitalTerrain Mode) ●DEM表达方法:包括网格、等高线、三角网 等,并可相互转换
数字高程模型DEM ⚫ DEM ： 数 字 高 程 模 型 DEM （ Digital Elevation Model）； ⚫ DTM：数字地形模型（Digital Terrain Mode） ； ⚫ DEM表达方法：包括网格、等高线、三角网 等，并可相互转换
DEM的用途 (1)在数字地形图数据库中存贮高程数据 2)解决道路设计和军事工程中的一些与高程有关的问题 (3)军事目的三维地形显示及风景设计和规划 (4)剖面视觉分析 (5)道路规划、大坝选址等 (6)不同地形之间的静态分析和比较 (7)产生坡度图、坡向图和生成着色地形图的坡度剖面图,辅 助地貌分析或建立侵蚀图 (8)作为专题信息的显示背景或将地形数据与专题数据进行叠 (9)为景观的图像模拟模型和景观处理提供数据 (10)通过将高程替换为其他连续变化的属性
DEM的用途 ⚫ （1） 在数字地形图数据库中存贮高程数据 ⚫ （2） 解决道路设计和军事工程中的一些与高程有关的问题 ⚫ （3） 军事目的三维地形显示及风景设计和规划 ⚫ （4） 剖面视觉分析 ⚫ （5） 道路规划、大坝选址等 ⚫ （6） 不同地形之间的静态分析和比较 ⚫ （7） 产生坡度图、坡向图和生成着色地形图的坡度剖面图，辅 助地貌分析或建立侵蚀图 ⚫ （8） 作为专题信息的显示背景或将地形数据与专题数据进行叠 合 ⚫ （9） 为景观的图像模拟模型和景观处理提供数据 ⚫ （10） 通过将高程替换为其他连续变化的属性
DEM的表示法 傅立叶级数 整体高级多项式 数学方法局部「规则数学分块 不规则数学分块 密度一致 规贝 密度不一致 DEM表示法 点数据{不规则 三角网 邻近网 图形法 典型特征∫山峰、坑洼 隘口、边界 水平线山脊线 线数据垂直线 山谷线 典型线—海岸线 坡度变换线
DEM的表示法 DEM表示法 图形法 数学方法 傅立叶级数 线数据 点数据 局部 整体 高级多项式 规则数学分块 不规则数学分块 典型特征 不规则 规则 山峰、坑洼 隘口、边界 密度不一致 密度一致 邻近网 三角网 典型线 垂直线 水平线 坡度变换线 海岸线 山谷线 山脊线
规则格网模型一表示方法 91786353 94816451 100846655 103846656 规则格网DTM
规则格网模型—表示方法 规则格网DTM 91 78 63 53 94 81 64 51 100 84 66 55 103 84 66 56
规则格网模型一人工生成方法 ●将地形图蒙上格网,逐格读取中心或角 点的高程值、构成数字高程模型
规则格网模型—人工生成方法 ⚫ 将地形图蒙上格网，逐格读取中心或角 点的高程值、构成数字高程模型
规则格网模型一数值解释及插值方法 ●格网栅格观点:认为该格网单元的数值 是其中所有点的高程值,不连续; 任意点的高程 ●点栅格观点:该格网单元的数值是网格 中心点的高程或平均高程 需要一种插值方法来计算每个点的高程
规则格网模型—数值解释及插值方法 ⚫ 格网栅格观点：认为该格网单元的数值 是其中所有点的高程值，不连续； – 任意点的高程 ⚫ 点栅格观点：该格网单元的数值是网格 中心点的高程或平均高程 – 需要一种插值方法来计算每个点的高程
规则格网模型一优缺点 ●优点: 易于计算机处理 易于计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自 动提取流域地形等 缺点 不能准确表达地形的结构和细部 数据量过大
规则格网模型—优缺点 ⚫ 优点： – 易于计算机处理 – 易于计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自 动提取流域地形等 ⚫ 缺点 – 不能准确表达地形的结构和细部 – 数据量过大
等高线模型
等高线模型