数字高程习题

1、习题11、什么是数字高程模型，它有什么特点？答：数字高程模型：广义：地形表面形态的数字化表达狭义：有限的离散高程采样数据对地表形态的数字化模拟特点：1、精度的恒定性2、表达的多样性3、更新的实时性4、尺度的综合性2、简述数字高程模型的主要研究内容。答：1、地形数据采集2、数据组织与地表建模3、精度分析与质量控制4、可视 化表达5、应用与分析习题21、试分析数字高程模型数据源及其特点。答：1、数据分布2、数据密度3、数据精度2、简述数字高程模型数据采样中的基本布点方式及采样数据的属性。答：1、沿等高线采样2、规则格网采样3、剖面法4、渐进采样5、选择性采样6混合采样采样数据的属性：点的分布、点的

2、密度、数据精度3、目前主流的DEM数据采集方法有哪些？并对各方法进行对比分析。答：1、从地面直接采集的方法，全站仪数字采集、GPS采集（RTK方式）精度非常高、效率低、成本高、适用于小范围区域（特别是工程应用）2、地形图数据采集方法，精度与底图有关（图上0.10.3mm）、效率高、成本低、使用国家范围中低精度DEM 数据采集3、摄影测量数据采集精度比较高（cmdm）、效率比较高、成本高、适用于国家范围内的高精度DEM的数据采集4、DEM数据获取中的新技术和方法有哪些？答：1、合成孔径雷达干涉测量（InSAR）数据采集方法2、机载激光扫描数据采集3、基于声波、超声波的DEM数据采集航摄扫描 数字

3、像片 相对定向控制点坐5、试述基于数字摄影测量的DEM数据采集方法的生产工艺流程。像片参数规则格网采样立体模型合采样GRID表面模型DEM镶嵌习题31、简述GRID的结构特点与数据组织形式。 答：基本数据结构角点坐标、格网间距、行列数、坐标系统、高程基准、无数 最大高程、数据存储类型、据区值、高程放大系数、高程平移系数、最小高程、 方位角数据体一一按行列顺序排列的格网点高程阵列数据压缩a二进制存储b高程放大系数、高程平移系数DEM金字塔如何对GRID数据进行压缩？2)c数字图象压缩算法1）数据头3）2、答：1）行程编码结构：对于一幅DEM，常常在行或列方向上相邻若干个具有相 同的高程值，因而从

4、第一列开始在格网单元数值发生变化时该值以及重复个 数。2）块状编码结构：采用方形区域作为记录单元，每个记录单元的初始值（行 号、列号）、格网单元高程值和方形区域半径所组成的单元组。3）四叉树数据结构：首先把一个图幅等分成四个部分，逐块检查起栅格值若每 个子区所有的栅格都含有相同值时， 该块不在往下分，否则，该去在分成四个区 域，如此递归下去，直到子区都含有相同值为止3、简述TIN的存储结构和特点。答：在TIN模型中的基本元素有三角形顶点、边和面基本元素间的拓扑关系：存在点与线、点与面、线与面、面与面的拓扑关系 基本数据结构：三角形顶点莪的坐标文件和组成三角形三顶点文件4、试对比分析GRID和T

5、IN的优缺点。答：GRIDTIN数据结构光栅数据结构 简单、易于维护更新拓扑矢量数据结构复杂、 维护更新困难顾及地表几何特征否是分辨率固定分辨率；采样点按规 则格网分布，地形简单地 区采样点数据冗余，地形 复杂地区采样点密度足可变分辨率；可根据地形 复杂程度灵活布置采点保凸性差优逼真性较好优光滑性较好差表面分析能力充分利用数字图象处理 与分析技术，强较差适用范围反映大范围宏观地表形 态，适用于国家基本比例 尺DEM建库及基于DEM 的科学分析与研究建立小范围高精度数字 表面，适用于细部三维景 观再现和工程应用习题41、简述GRID建立的基本思路和核心内容？答：基本思路首先对研究区域在平面坐标域

6、上进行格网划分；然后利用地形采样点内插计 算出各格网点的高程，生成以GRID数据结构形式存储的高程数据集； 最终建立 用于表达研究区域地表形态的连续数字表面核心问题：DEM内插（内插数学模型的选择、邻域范围的确定2、生成GRID的主要方法有哪些？与DEM数据采集方法、采样策略和采样数 据分布间存在哪些联系？答：1）基于规则格网分布采样点的 GRID建立最近邻域法双线性内插H=a0+a1x+a2y+a3xy双三次曲面内插二元样条函数内插2）基于不规则分布采样点的 GRID建立整体内插逐点内插法a（反距离权）加权平均法b移动曲面拟合法c克立金法间接法基本思路：先构建TIN，然后在TIN表面上内插格

7、网点高程线性内插 H=a0+a1x+a2y双二次曲面内插 H=a0+a1x+a2y+a3xy+a4x2+a5y23） 基于等高线分等高线直接内插法、等高线离散化法、等高线构TIN法、布采样点的GRID建立3、DEM表面建模中常用的函数模型有哪些？各适用于哪种类型的表面模型？答：线性内插：连续而不光滑、双线性内插；局部光滑连续，整体不光滑、三次样条函数线性内插、双线性内插、三次样条函数是适合规则分布采样点的内插函数。4、 试述基于不规则分布采样点的移动曲面拟合法建立GRID的基本思路？拟合曲面 H=a0+a1x+a2y+a3xy+a4x2+a5y2 （双二次曲面）平差准则 P vv=mi n （

8、最小二乘法）5、 试述基于不规则分布采样点的反距离权法建立GRID的基本思路？ （反距离权）加权平均法pi=di-26、 试述基于等高线分布采样数据间接法建立GRID的基本思路？答：首先对研究区域在平面坐标域上进行格网划分；然后利用地形采样点内插计算出各格网点的高程，生成以GRID数据结构形式存储的高程数据集；最终建立 用于表达研究区域地表形态的连续数字表面习题51、简述构TIN的基本思路和核心内容？ 答：构TIN的核心问题：三角剖分、数据组织2、 简述狄洛尼法则的三种不同表达方式及DT三角网的特性？答：狄洛尼法则的三种不同表达方式：1）标准狄洛尼三角网；2）空圆法则；3） 带约束条件的狄洛尼

9、法则DT三角网的特性：保证TIN的唯一性、最大限度避免狭长三角形3、带约束条件的狄洛尼法则和LOP是如何定义的？答：带约束条件的狄洛尼法则：三角形外接圆内不包含任何其他点，其三个顶点相互通视带约束条件的LOP:必须满足带约束条件的狄洛尼法则，且由两个相邻三角形 组成的凸四边形的局部最佳对角线才能呗选取4、试述DT三角网的主要生成算法及基本思路？（递归）扩张生长算法凸闭包收缩算法逐点插入算法分割合并算法基本思路：“分而治之”的思想处理流程1）先将研究区域分割成一系列连续子集 2）随后完成各子集的三角剖 分3）然后逐步合并相邻子集4）最终形成整体三角网5、试述两步法构建CDT的基本思路？答：CDT

10、的二步生成算法忽略约束条件生成DT逐条插入约束边，并通过LOP调整影响区域中的所有三角形习题61、DEM的可视化表达形式有哪些？答：等高线法、分层设色法、半色调符号表示法、地貌晕渲法、光照模型（太阳 方位角和高度角、地面坡度和坡向）2、试述DEM三维可视化的基本流程？答：DEM三角剖分透视投影变换消隐与裁剪色彩填充、纹理映明暗处理（光照模3、试述由GRID（T地物添插生成数字等高线的过程？答: （tin）确定点的范围-确定等高线高程值和等高线间距 T遍历所有的边确定含 有该高程值边-线性插值出高程点-连接高程值相等的点绘成等高线4、什么是坡度（坡向）？在GRID （ TIN ）中是如何求算它的

11、？答：坡度：平面的法线与Z轴的夹角基于DEM的坡度提取通常在3X3的栅格分析窗口中，采用几何平面来拟合。早 3X3窗口中，如果中心格网是 NO DATE数据,则次格网的坡度值也是 NO DATE 数据，如果相邻的任何格网是NO DATE数据,他们呗赋予中心格网的值在计算坡 度值、坡向：法线投影到XOY平面与X轴正方向的夹角7、谈谈你对DEM应用与分析的认识答：1）高程查询2）生成等高线3）生成纵断面图（剖面图）4）可视性分析5） 表面积、体积量算6）坡度（坡向）查询7）生成数字坡度（坡向）模型 8）生 成数字光照模型9）水文分析5、GRID （TIN ）中是如何求算表面积和体积的？答：面积计算对于格分解为两个三角形，然后求三角形的表面积整个DEM的表面积即为所有格网单元面积之和对于TIN则直接求三角形面积，求三角形面积使用每点的坐标（ x,y,z）、二J口厂门JrIK 卡 /)J- J W H * z (I / ?)具体计算公式为:式中Di表示第i对三角形两定点间的曲面距离、S表示三角形的表面积、P是表面三角形周 长的一半 体积计算: 体积计算可由四棱柱和三棱柱的体积进行累计得到以表面中四个顶点中高程最低V,即把所有求得单元在