第六章 数字高程模型-ARCGIS

提问：举例说明缓冲区分析及用途缓冲区是指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边形，是空间目标的一种影响范围或服务范围。例如，某地区有危险品仓库，要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围，这就需要进行点缓冲区分析；而在对野生动物栖息地的评价中，动物的活动区域往往是在距它们生存所需的水源或栖息地一定距离的范围内，为此可用面缓冲区进行分析，等等。第六章数字高程模型及其应用提纲1数字地形模型概述2DEM的主要表示模型3DEM的建立-数据采集4DEM模型之间的相互转换5数据内插方法1数字地形模型概述数字地形模型主要用于描述地面起伏状况，可以用于提取各种地形参数，如坡度、坡向、粗糙度等，并进行通视分析、流域结构生成等应用分析。因此，数字地形模型在各个领域中被广泛使用。如，测绘、遥感、土地利用、洪水预警、军事……基础数据。1.1DTM和DEM

数字地形模型DTM（DigitalTerrainModel）是在数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称。是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述

数字高程模型DEM（DigitalElevationModel）是对地理空间起伏连续变化的数字表示形式，用来描述地理空间的第三维坐标—高程。通常用矩阵表示。1.2DEM的表示法DEM是建立DTM的基础数据，其它的地形要素可由DEM直接或间接导出。1）数学方法整体拟合方法局部拟合方法2）图形方法线模式：等高线、山脊线、海岸线等点模式：离散点采样数据2DEM的主要表示模型2.1规则格网（GRID）2.2不规则三角网（TIN）2.3等高线（CONTOUR）2.1规则格网（GRID）1）格网单元2）规则格网特点优点：规则格网（GRID）表示法结构简单、计算方便，便于计算机处理。缺点：地形简单的地区存在大量冗余数据；如不改变格网大小，则无法适用于起伏程度不同的地区；对于某些特殊计算如视线计算时，格网轴线方向被夸大；由于栅格过于粗略，不能精确表示地形的关键特征。2.2等高线模型

1）等高线：每一条等高线对应一个已知的高程值，这样一系列等高线集合和它们的高程值一起就构成了一种地面高程模型2）特点优点：表示法结构简单、计算方便，便于计算机处理。缺点：不能精确表示地形的关键特征，如山脊、山谷线、地形变化线等。2.3不规则三角网（TIN）

1）不规则三角网（TriangulatedIrregularNetwork）TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。2）特点优点：减少了规则格网方法带来的数据冗余计算（如坡度）效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。能精确表示地形的关键特征，如山脊、山谷线、地形变化线等。缺点：结构复杂。5数据内插方法1空间插值的概念2空间插值方法5.1空间插值的概念

空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其它空间现象的分布模式进行比较，它包括了空间内插和外推两种算法。空间内插算法是一种通过已知点的数据推求同一区域其它未知点数据的计算方法；空间外推算法则是通过已知区域的数据，推求其它区域数据的方法。5.2数据内插方法整体插值方法1）边界内插方法2）趋势面分析3）变换函数插值局部插值方法1）最近邻点法：泰森多边形方法2）移动平均插值方法：距离倒数插值3）样条函数插值方法4）空间自协方差最佳插值方法：克立格插值1）最近邻点法：泰森多边形方法泰森多边形（Thiessen，又叫Dirichlet或Voronoi多边形）采用了一种极端的边界内插方法，只用最近的单个点进行区域插值。GIS和地理分析中经常采用泰森多边形进行快速的赋值，实际上泰森多边形的一个隐含的假设是任何地点的气象数据均使用距它最近的气象站的数据。3）样条函数插值方法在计算机用于曲线与数据点拟合以前，绘图员是使用一种灵活的曲线规逐段的拟合出平滑的曲线。这种灵活的曲线规绘出的分段曲线称为样条。与样条匹配的那些数据点称为桩点，绘制曲线时桩点控制曲线的位置。曲线规绘出的曲线在数学上用分段的三次多项式函数来描述这种曲线，其连接处有连续的一阶和二阶连续导数。2）移动平均插值方法：距离倒数插值距离倒数插值方法综合了泰森多边形的邻近点方法和趋势面分析的渐变方法的长处，它假设未知点处属性值是在局部邻域内中所有数据点的距离加权平均值。距离倒数插值方法是加权移动平均方法的一种。4）克立格插值克立格（Kriging）插值：又称空间局部估计或空间局部插值法，是地统计学的主要内容之