《摄影测量知识点》21 DEM基本知识

22DEM基本知识

课程导入1、高程除了用等高线表示，还可以用什么方式展示呢？数字高程模型（DigitalElevationModel)，简称DEM，是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(DigitalTerrainModel，简称DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为，DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。1.高程模型的概念1.高程模型的概念坡向图坡度图1.高程模型的概念DEM展示2.DEM的表示方法2.1DEM的表示方法-图形法-线模式（1）线模式等高线是表示地形最常见的形式，其地形特征线也是表达地面高程的重要信息源，如山脊线、谷底线、海岸线及坡度变换线等。山脊地貌2.1DEM的表示方法-图形法-点模式-GRID（2）点模式①高程矩阵：DEM最普通的形式是高程矩阵或规则矩形格网（GRID），规则网格通常是正方形、矩形、三角形等规则网格。规则网格将区域空间切分为规则的格网单元，每一个格网单元对应一个数值。数学上可以表示为一个矩阵，在计算机实现中则是一个二维数组。每个格网单元或数组的一个元素对应一个高程值。2.1DEM的表示方法-图形法-点模式-GRID格网点高程数据结构2.1DEM的表示方法-图形法-点模式-GRID高程矩阵（Gird）2.1DEM的表示方法-图形法-点模式-TIN②不规则三角网（TIN）

不规则三角网是专为产生DEM数据而设计的一种采样表示系统。TIN模型根据区域所有采样点取得的离散数据，按照优化组合的原则，把这些离散点（各三角形的顶点）连接成相互连续的三角面，在连接时尽可能地使每个三角形为锐角三角形或为三边的长度近似相等。2.1DEM的表示方法-图形法-点模式-TIN区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上，在边上用边的两个顶点的高程，在三角形内的则用三个顶点的高程，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。所以TIN是一个三维空间的分段线性模型。TIN既是矢量结构也有栅格的空间特征，能很好描述和维护空间关系。2.1DEM的表示方法-图形法-点模式-TIN3.DEM的空间插值方法由于DEM采样的数据点呈离散分布形式，或是数据点虽按格网排列，但格网的密度不能满足使用的要求，这就需要以数据点为基础进行插值运算。DEM内插按插点分布范围，可分为分块内插、剖分内插和单点移面（逐点）内插三类。按照函数类型，可分为：线性内插，双线性内插，二元样条函数内插，拟合内插，高次方程多项式内插等。3.DEM的空间插值方法不同插值方法的对比3.DEM的空间插值方法不同插值方法的对比4.DEM的生成流程（1）原始数据获取（2）DEM模型构造（3）数据插值（4）在所定数据结构支持下的数据存储和模型输出

5.DEM的应用与分析数字高程模型是各种地学分析、工程设计和辅助决策的重要基础性数据，有着广泛的应用领域。在地学分析中，用于自动提取各种地形因子，制作地形剖面图和划分地表形态类型；在工程设计中，可用于各种线路的自动选线、水库大坝的选址，以及土方、库容和淹没损失的自动估算等；通过与各专题数据的匹配分析，还可进行遥感影像地形畸变的自动校正，以及进行农业、林业、土地等的规划研究。课程小结与思考题总结1、DEM的概念与表示2、DEM的表示方法：GRID、TIN（重点）3、DEM