《数字高程模型及其应用》课程教学大纲

1、数字高程模型及其应用课程教学大纲课程英文名称：Digital Elevation Model课程编号：133991760课程类别：专业课课程性质：必修课学 分：2 学 时：32（其中：讲课学时：24 实验学时：8 上机学时：0 ）适用专业：地理信息科学开课部门： 环资学院一、课程教学目的和课程性质本课程是地理信息科学专业的专业方向选修课。本课程目的是使学生进一步学习空间信息技术领域的数字高程模型这门专业课。经过学习，主要熟悉数字高程模型的基本概念、数据获取、建模方法、精度分析模型等知识点；掌握利用数字高程模型解决空间信息领域遇到的实际问题。二、本课程与相关课程的关系本课程的先修课程为地理信息系

2、统基础、电子地图设计、地图学；后继课程有专用地理信息系统开发。三、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时部分第一章 数字高程模型概述（2学时）知 识 点DEM的研究内容、数字地形的表达、数字高程模型的含义、DEM与DTM的理解、DEM的分析与应用、DEM与其它学科的关系。重 点数字地形表达、数字高程模型的分类。难 点数字地形表达、数字高程模型的应用。基本要求1、识 记：DEM的研究内容、DEM与DTM、数字高程模型的分类；2、领 会：数字地形表达、DEM与其它学科的关系；3、简单应用：数字高程模型的分类、数字高程模型的简单应用；4、综合运用：DEM与DTM综合应用。第二章 DEM的采样理论（2

3、学时）知 识 点地面几何特征描述、地面复杂度描述、根据坡度的地面分类、DEM数据采集基础理论、DEM数据采集的方法和策略、DEM数据源的三大属性、基于不同观点数据采样的布点、数据采样原则与方式。重 点地面几何特征描述、DEM数据采集基础理论、基于不同观点的采样方法。难 点地面复杂度描述、DEM数据采集的方法和策略。基本要求1、识 记：地面几何特征、地面复杂度基本概念，根据坡度的地面分类、DEM数据源的三大属性；2、领 会：DEM数据采集基础理论、数据采样原则与方式；3、简单应用：基于不同观点数据采样的布点；4、综合运用：DEM数据采集的方法和策略。第三章 DEM的数据获取方法（2学时）知 识

4、点数字高程模型的数据来源、摄影测量采集方法、地形图扫描采集方法、野外测量数据采集方法、DEM数据采集技术的进展、数字高程模型数据采集质量控制、原始数据粗差检测与剔除、原始数据的滤波处理。重 点摄影测量采集方法、地形图扫描采集方法、野外测量数据采集方法。难 点数字高程模型数据采集质量控制。基本要求1、识 记：数字高程模型的数据来源；2、领 会：DEM数据采集技术的进展；3、简单应用：摄影测量采集方法、地形图扫描采集方法、野外测量数据采集方法；4、综合运用：原始数据粗差检测与剔除、原始数据的滤波处理。第四章 DEM数据组织与管理（4学时）知 识 点DEM的建模过程、DEM数据构建原则、镶嵌数据模型

5、的概念、规则镶嵌与不规则镶嵌数据模型、DEM数据结构的含义、规则格网与不规则三角网DEM数据结构、混合结构、格网DEM与TIN的对比、DEM数据库内容、DEM数据库数据组织、DEM元数据、DEM数据库系统功能、 HYPERLINK file:/E:教学课程备课数字高程模型讲课第四章%20DEM数据组织与管理数据库访问VB操作Access.ppt t _parent 数据库访问。重 点规则镶嵌与不规则镶嵌数据模型、则格网DEM与不规则三角网DEM数据结构、混合结构难 点则格网DEM数据结构、不规则三角网DEM数据结构、混合结构、DEM的建模。基本要求1、识 记：EM数据构建原则、镶嵌数据模型的概

6、念、DEM数据结构的含义、DEM数据库内容；2、领 会：DEM的建模过程、格网DEM与TIN的对比；3、简单应用：规则格网与不规则三角网DEM数据结构的数据建模；4、综合运用：基于格网DEM与TIN的数据库构建。第五章 不规则三角网(TIN)建立（6学时）知 识 点内插与表面建模、数字高程模型网络、DEM地形表面重建的地理内涵和数学机理、DEM质量评价标准、DEM建立的内容和过程、DEM建立的各种方法、TIN的概念、TIN的三角剖分准则、三角剖分算法分类与特点、无约束散点域的三角剖分算法与实现、约束散点数据域的三角剖分算法与实现、基于等高线数据的TIN的建立、基于栅格数据的三角网建立、TIN建

7、立过程中的个别问题：周围点的提取、点在三角形中的查找、空外接圆判断准则、线段求交问题。重 点DEM地形表面重建的地理内涵和数学机理、DEM建立的各种方法。难 点三角剖分算法分类与特点、无约束散点域的三角剖分算法与实现、约束散点数据域的三角剖分算法与实现。基本要求1、识 记：TIN的概念、DEM质量评价标准、DEM建立的内容、三角剖分算法分类与特点；2、领 会：内插与表面建模、数字高程模型网络、DEM地形表面重建的地理内涵和数学机理；3、简单应用：TIN的三角剖分准则、DEM建立；4、综合运用：基于等高线数据的TIN的建立、基于栅格数据的三角网建立及其TIN建立过程中的质量控制。第六章 规则DE

8、M建立（4学时）知 识 点格网概述、格网的生成算法、DEM的内插数学模型、规则格网DEM建立、规则格网DEM建立个别问题、DEM的编辑处理、DEM结构的相互转换。重 点格网的生成算法、DEM的内插数学模型、规则格网DEM建立。难 点格网的生成算法、DEM的内插数学模型。基本要求1、识 记：格网的含义；2、领 会：空格网的生成算法、DEM的内插数学模型；3、简单应用：规则格网DEM建立；4、综合运用：规则格网DEM建立与DEM结构的相互转换。第七章 DEM分析与应用（4学时）知 识 点基本地形分析、因子计算、地形特征参数提取、水文分析、DEM可视性分析、虚拟景观、DEM的水文应用、城市GIS、其

9、他应用。重 点基本地形分析，特征参数提取、DEM的可视化、虚拟景观。难 点城市GIS与虚拟景观。基本要求1、识 记：基本地形因子及分析方法、地形特征参数含义；2、领 会：基本地形分析；3、简单应用：DEM水文分析、DEM可视性分析；4、综合运用：虚拟景观、DEM的水文应用、城市GIS。学时分配知识单元理论学时第一章 数字高程模型概述2第二章 DEM的采样理论2第三章 DEM的数据获取方法2第四章 DEM数据组织与管理4第五章 不规则三角网(TIN)建立6第六章 规则DEM建立4第七章 DEM分析与应用4合计24（二）实验学时部分实验教学环节作用及目的本着以培养学生理论与实践能力相结合为目标，课

10、程实验主要开设了设计性实验、验证性实验和综合性实验，属于一门地理信息科学专业选修的实践性课程。通过实验，加深学生对数字高程模型的基本概念、数据获取、建模方法、精度分析模型等知识点，掌握利用数字高程模型，解决空间信息领域遇到的实际问题。实验教学环节培养学生能力标准 在实验教学过程中培养学生的实践动手能力和实验设计能力，使学生应对数字高程模型生产流程有一个较全面的认识，要求学生重点掌握数字高程模型的基本原理及其应用、发展，充分理解数字高程模型在实际工作中分析问题、解决问题的方法。实验项目、内容、学时分配及实验类型1、必开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生

11、人数1不规则三角网(TIN)建立熟悉ArcGIS平台、建立TIN模型2设计30-501-22规则DEM建立基于高程控制点或等高线建立DEM2设计30-501-23DEM地形、水文分析DEM地形特征数据提取、水文分析2验证30-501-24城市虚拟景观DEM三维景观显示、空间分析2设计30-501-22、选开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1DEM三维建模与专题应用DEM综合分析与多功能三维分析集成6综合10-203-4四、教学方法与手段1、坚持理论联系实际的教学方法，将生产中遇到的具体问题引入到课堂中，不断提高学生发现、分析和解决问题的能力。2

12、、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，教学内容安排要突出重点和难点，尽可能边演示边讲解，化繁为简，努力提高学生的学习兴趣。3、注重应用启发式教学、开展课堂讨论等教学方法，引导学生积极思考问题、分析问题，拓展学生的思维。4、注重课后练习，大力培养学生动脑、动手、独立解决问题的能力。五、考核要求、方式与成绩评定考核要求：考试内容为教材中重要的基本原理和基本方法考核形式：考查成绩评定：期末考查成绩70%平时成绩30%六、选用教材、讲义和主要参考书选用教材：1.数字高程模型，李志林、朱庆，武汉测绘科技大学出版社，2012.主要参考书：1、数字高程模型及地学分析的原理与方法，汤国安，刘学军，闾国年著，科学出版社，2005.3。2、地理信息系统原理、方法和应用，邬伦等，科学出版社