空间查询与空间分析

空间查询与空间分析第一页，共七十五页，编辑于2023年，星期日

空间数据查询指从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。空间查询是GIS最基本最常用的功能。空间数据查询的方式有两大类：即“属性查图形”和“图形查属性”。§5-1空间查询第二页，共七十五页，编辑于2023年，星期日空间数据库查询条件属性限制空间拓扑限制二者结合GIS软件查询结果统计结果：图、表、文字新图层新的属性域添加到属性数据库查询方式图形--属性空间查询语言闪烁、颜色等明显表示第三页，共七十五页，编辑于2023年，星期日一、空间查询的方式返回1、给出图形信息：如鼠标点取，拉框等方式。1）检索其相应属性；2）检索其空间拓扑关系

2、给出属性特征条件1）检索对应的空间实体2）查询属性单纯查询：单纯地查询属性，或只查询空间拓扑关系联合查询：将空间数据与属性数据联合查询。第四页，共七十五页，编辑于2023年，星期日空间查询是GIS最基本最常用的功能。可以分为四种方式：几何参数查询空间定位查询空间关系查询SQL查询§5-1空间查询第五页，共七十五页，编辑于2023年，星期日二、空间数据查询种类

1、几何参数查询：

包括点的位置坐标，两点间的距离，一个或一段线目标的长度，一个面目标的周长或面积等。实现：查询属性库或空间计算2、空间定位查询：给定一个点或一个几何图形，检索该图形范围内的空间对象及其属性。1）按点查询：

给定一个鼠标点，查询离它最近的对象及属性---点的捕捉。2）开窗查询----按矩形、圆、多边形查询

分为该窗口包含和穿过的区域。实现：根据空间索引，检索哪些对象可能位于该窗口，然后根据点、线、面在查询开窗内的判别计算，检索到目标。--空间运算方法

第六页，共七十五页，编辑于2023年，星期日3、空间关系查询1）相邻分析检索---通过检索拓扑关系面—面：如查询与面状地物相邻的多边形的实现方法：A、

从多边形与弧段关联表中，检索该多边形关联的所有弧段；B、

从弧段关联的左右多边形表中，检索出这些弧段关联的多边形。线—线（与某干流A相连的所有支流）A、

从线状地物表中，查找组成A的所有弧段及关联的结点；B、

从结点表中，查询与这些结点关联的弧段；点—点（A与B是否相通）等。2）相关分析检索（不同要素类型之间的关系）--通过检索拓扑关系线—面（我国边境线总长度）、点—线（自来水GIS中，与某阀门相关的水管）、点—面A12BC第七页，共七十五页，编辑于2023年，星期日3）包含关系查询查询某个面状地物所包含的空间对象。同层包含，如，某省的下属地区，若建立有空间拓扑关系，可直接查询拓扑关系表来实现。不同层包含，如某省的湖泊分布，没有建立拓扑，实质是叠置分析检索，通过多边形叠置分析技术，只检索出在窗口界限范围内的地理实体，窗口外的实体作裁剪处理。4）穿越查询某公路穿越了某些县，采用空间运算的方法执行，根据一个线目标的空间坐标，计算哪些面或线与之相交。5）落入查询一个空间对象落入哪个空间对象之内。--空间运算

6）缓冲区查询根据用户给定的一个点、线、面缓冲的距离，从而形成一个缓冲区的多边形，再根据多边形检索原理，检索该缓冲区内的空间实体。7）边沿匹配检索空间查询在多幅地图的数据文件之间进行，这时需应用边沿匹配处理技术。第八页，共七十五页，编辑于2023年，星期日4、SQL查询（属性查询）1）

查找仅选择一个属性表，给定一个属性值，找出对应的属性记录或图形。

在屏幕上已有一个属性表，用户任意点取记录，对应的图形以高亮显示。

实现：执行数据库查询语言，找到满足要求的记录，得到它的目标标识，再通过目标标识在图形数据文件中找到对应的空间对象，并显示出来。

实现：交互式选择各项，输入后，系统再转换为标准的SQL，由数据库系统执行或ODBC语言执行，得到结果，提取目标标识，在图形文件中找到空间对象，并显示。Select属性项From属性表Where条件1or条件2and条件32）SQL查询第九页，共七十五页，编辑于2023年，星期日3）扩展SQL空间数据查询语言是通过对标准SQL的扩展来形成的，即在数据库查询语言上加入空间关系查询。为此需要增加空间数据类型（如点、线、面等）和空间操作算子（如求长度、面积、叠加等）。在给定查询条件时也需含有空间概念，如距离、邻近、叠加等。例如，“查询长江流域人口大于50万的县或市”，可表示为：

SELECT*

FROM县或市

WHERE

县或市.人口>50万

AND

CROSS（河流.名称=“长江”）主要优点是：保留了SQL的风格，便于熟悉SQL的用户的掌握，通用性较好，易于与关系数据库连接。执行扩展SQL，如果要将属性和空间关系整体统一起来，从底层进行查询优化，有一定困难。目前一般将两层分开进行查询。返回第十页，共七十五页，编辑于2023年，星期日5、其它查询方法1）可视化空间查询可视化查询是指将查询语言的元素，特别是空间关系，用直观的图形或符号表示。查询主要使用图形、图像、图标、符号来表达概念。具有简单、直观、易于使用的特点。缺点：当空间约束条件复杂时，很难用图符描述；用二维图符表示图形之间的关系时，可能会出现歧义；难以表示“非”关系；不易进行范围（圆、矩形、多边形等）约束；无法进行屏幕定位查询等。第十一页，共七十五页，编辑于2023年，星期日2）超文本查询图形、图像、字符等皆当作文本，并设置一些“热点”（HotSpot），“热点”可以是文本、键等。用鼠标点击“热点”后，可以弹出说明信息、播放声音、完成某项工作等。但超文本查询只能预先设置好，用户不能实时构建自己要求的各种查询。3）自然语言空间查询在SQL查询中引入一些自然语言，如温度高的城市

SELECTname FROMCities WHEREtemperatureishighSELECTname FROMCities WHEREtemperature>=33.75这种查询方式只能适用于某个专业领域的地理信息系统，而不能作为地理信息系统中的通用数据库查询语言。作定量转换第十二页，共七十五页，编辑于2023年，星期日

GIS空间分析模型栅格数据分析的基本模式矢量数据分析的基本方法空间数据的其它分析方法数字地面模型及其应用§5-2GIS空间分析第十三页，共七十五页，编辑于2023年，星期日一、GIS空间分析空间分析

空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。

空间分析是GIS系统的重要功能之一,是GIS系统与计算机辅助绘图系统的主要区别。空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和属性特征两部分。其中空间坐标用于实体的空间位置和几何形态，属性特征则是实体某一方面的性质。第十四页，共七十五页，编辑于2023年，星期日二、栅格数据分析的基本模式1.空间聚类－进行有选择的信息提取 空间聚类是根据预先设定的聚类条件，从栅格数据中将所有符合标准的区域输出到图上，不符合条件的区域为空白。

栅格数据系统样图

提取要素“2”的聚类结果

第十五页，共七十五页，编辑于2023年，星期日模型：将系统的各个要素，通过适当的筛选，用一定的表现规则所描写出来的简明映象。模型通常表达了某个系统的发展过程或发展结果。地学模型：是用来描述地理系统各地学要素之间的相互关系和客观规律信息的语言的、数学的或其它的表达形式，通常反映了地学过程及其发展趋势或结果。地学模型也称为专题分析模型。对于地理信息系统来说，专题分析模型是根据关于目标的知识将系统数据重新组织，得出与目标有关的更为有序的新的数据集合的有关规则和公式。发展适用于GIS的地理分析模型是GIS实用化的关键第十六页，共七十五页，编辑于2023年，星期日模型化：是将主观性的思考，以模型的形式反映出来。不同的理论观点，不同的体系可以产生不同的结果。地学分析模型的几种形式：逻辑模型：由地理名词和逻辑运算符组成的逻辑表达式物理模型：由物理模拟过程表达数学模型：公式图像模型：图像或图像运算的集合表达第十七页，共七十五页，编辑于2023年，星期日专题分析模型在GIS中的作用GIS的设计：根据具体需要采用适当的分析模型指导GIS的总体设计－数据项的选择，硬件环境，软件功能GIS的应用：缺乏足够的专题分析模型利于信息交流：模型是表达思维对自然界认识的工具，GIS分析模型有利于完整准确地表达使用者对问题的认识和处理方法，既利于使用者与系统设计者之间的交流以发展系统功能，又利于使用者之间交流以增强系统的共享性。第十八页，共七十五页，编辑于2023年，星期日GIS模型化的一般方法

XOY=M X－表示某个体系；Y－表示某种介质；O－表示Y对X产生的作用；M－建立的模型分析模型按建立的方法分： （1）概念模型：定性，作为专家系统的知识库 （2）统计模型：定量模型，简单实用，如回归分析方法建立的模型 （3）数学模型：又称理论模型，往往理想化第十九页，共七十五页，编辑于2023年，星期日建模方法： （1）由概念模型→统计模型→数学模型 （2）综合方法：系统描述与数据分析→理论推导→简化表达→参数确定第二十页，共七十五页，编辑于2023年，星期日模型举例 土壤侵蚀模型——一种数学模型，随具体区域而不同 美国普渡大学根据30余个观测站的数以万计的资料，用计算机加以分析，得出土壤流失方程。 A=0.224×R×K×L×S×C×P A——土壤流失量，kg×（m2×a）－1

R——降雨侵蚀力；K——土壤可蚀性 L——坡长；S——坡度 C——植被覆盖度；P——土壤侵蚀控制措施第二十一页，共七十五页，编辑于2023年，星期日设计土壤侵蚀数据处理流程

暴雨数据土壤数据土地利用数据数字地形模型确定R值的计算方法确定K值的计算方法确定各类型C值计算坡度坡向由离散点栅格化数字化计算P值矢栅转换计算年均土壤侵蚀量A=土壤侵蚀量的分级和输出第二十二页，共七十五页，编辑于2023年，星期日二、栅格数据分析的基本模式1.空间聚类－进行有选择的信息提取 空间聚类是根据预先设定的聚类条件，从栅格数据中将所有符合标准的区域输出到图上，不符合条件的区域为空白。

栅格数据系统样图

提取要素“2”的聚类结果

第二十三页，共七十五页，编辑于2023年，星期日2空间聚合

根据空间分辨率和分类表，进行数据类别的合并与转换，以实现空间地域的兼并。空间聚合的结果是将较复杂的类别转换为较简单的类别，并且常以较小比例尺的图形输出

。当从点→地区→大区域的制图综合变换时常需要这种分析处理方法（图6-2）。

二、栅格数据分析的基本模式第二十四页，共七十五页，编辑于2023年，星期日栅格数据的聚合分析

1、2类合并为b，3、4类合并为a

2、3类合并为c，1、4类合并为d

第二十五页，共七十五页，编辑于2023年，星期日栅格数据的聚类、聚合分析处理法在DTM及遥感图像处理中应用十分普遍。如由数字高程模型转换为数字高程分级模型便是空间聚合，从遥感影像信息中提取某一地物的方法则是栅格数据的聚类。二、栅格数据分析的基本模式第二十六页，共七十五页，编辑于2023年，星期日3叠置分析----栅格数据的一种复合分析方法 叠置分析功能是将同—地区、同—比例尺的两个或两个以上数据层进行叠置，生成一个新的数据层，让新数据层的各个目标具有各叠置层目标的多重属性或各叠置层目标属性的统计特征。即求两组或两组以上空间图形的交集。栅格叠置分析得到的是合成的数据串。通过叠置分析功能，可以完成以下工作： (1)类型叠置：它是将两组或两组以上的栅格数据，通过求它们的交集，以建立新的数据文件。二、栅格数据分析的基本模式第二十七页，共七十五页，编辑于2023年，星期日

(2)数量统计：与矢量中的统计叠置类似，数量统计是计算一种要素（如面积）在另一种要素（如行政区域）的某个区域内的分布状况和数量特征。

(3)几何提取：通过随机建立的几何图形（例如圆、矩形或某种带状区），提取该图形范围内的某种信息。例如，以不同半径的圆作为搜索区，通过建立圆左右边界之间的数据串，与专门内容的属性作比较，可以快速实现圆范围内信息的提取。

二、栅格数据分析的基本模式第二十八页，共七十五页，编辑于2023年，星期日

叠置分析方法 （1）逻辑判断叠置法 利用布尔逻辑算子. 二、栅格数据分析的基本模式第二十九页，共七十五页，编辑于2023年，星期日

（2）数学运算叠置法 指不同层面的栅格数据逐网格按一定的数学法则进行运算，从而得到新的栅格数据系统的方法 算术运算：加减运算 函数运算：以函数关系对两个以上栅格数据层进行第三十页，共七十五页，编辑于2023年，星期日 算术运算：加减运算

第三十一页，共七十五页，编辑于2023年，星期日函数运算：

第三十二页，共七十五页，编辑于2023年，星期日4视觉信息复合－参加复合的平面之间未发生逻辑关系，仍保留原来的数据结构。

将不同专题内容叠加显示在结果图上，以便系统使用者判断不同专题地理实体间的相互关系，获得更为丰富的信息。GIS中视觉信息复合分类（含栅格数据的复合）： （1）面状图、线状图和点状图之间的复合； （2）面状图区域边界之间或一个面状图与其它专题区域边界之间的复合； （3）遥感影像与专题地图的复合； （4）专题地图与数字高程模型复合显示立体专题图； （5）遥感影像与DEM复合生成真三维地物景观。第三十三页，共七十五页，编辑于2023年，星期日5栅格数据的追踪分析

对于特定的栅格数据系统，由一个或多个起点，按照一定的追踪线索进行目标追踪或提取追踪轨迹信息的空间分析方法。如追踪提取水流路径等。追踪分析法在扫描矢量化、利用DEM自动提取等高线、污染源的追踪分析等方面都发挥着十分重要的作用。323812171817499121823232041316202528262031221233332292071425323931251412212730322417111522342521151281619202510746第三十四页，共七十五页，编辑于2023年，星期日6栅格数据的窗口分析 指对于栅格数据系统中的栅格点开辟一个固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行极值、均值等一系列统计计算，或与其它层面信息进行必要的复合分析，从而实现栅格数据有效的水平方向扩展分析。第三十五页，共七十五页，编辑于2023年，星期日 窗口类型： 矩形窗口（3×3，5×5，7×7） 圆形窗口 环形窗口 扇形窗口

第三十六页，共七十五页，编辑于2023年，星期日 窗口统计分析的类型： (1)Mean;(2)Maximum;(3)Minimum;(4)Median; (5)Sum;(6)Range;(7)Majority;(8)Minority; (9)Variety第三十七页，共七十五页，编辑于2023年，星期日三、矢量数据的基本分析方法矢量数据的分析方法具有多样性和复杂性，本节介绍几种常见的矢量数据分析方法。1、包含分析 包含分析在地理信息系统中的应用较为广泛，它的主要功能是确定空间对象间的拓扑包含关系。也是在地理信息系统中实现图形—属性对位检索的前提条件与基本的分析方法。包含分析的算法： 1）点与点、点与线的包含分析：通过计算点到点、点到线之间的距离，然后利用最小距离阈值判断包含的结果。第三十八页，共七十五页，编辑于2023年，星期日 2）点与面的包含分析（point-in-polygon）：确定点与面之间是否存在包含关系可以采用铅垂线算法来解决，其原理如下： (1)假设研究区域T的一个封闭多边形，顶点为ni。T域内的一个点状要素为Pt，由Pt作一铅垂线R； (2)计算铅垂线与多边形的所有交点； (3)如果交点数为偶数，那么，点Pt在多边形外；如果交点数为奇数，那么点Pt在多边形内。三、矢量数据的基本分析方法第三十九页，共七十五页，编辑于2023年，星期日三、矢量数据的基本分析方法第四十页，共七十五页，编辑于2023年，星期日包含分析应用： 点与点的包含分析：如在计算机屏幕上用鼠标点击对应的点状地物，查询其属性，则要用到点与点的包含分析。 点与线的包含分析：如在在计算机屏幕上用鼠标点击对应的线状地物，查询其属性，则要用到点与线的包含分析。 点与面的包含分析：确定某一区域的矿井个数要用之。 线与面的包含分析：确定某一区域公路的类型以及不同级别道路的里程，要用之。三、矢量数据的基本分析方法第四十一页，共七十五页，编辑于2023年，星期日包含分析应用： 第四十二页，共七十五页，编辑于2023年，星期日2多边形叠置分析（polygon-on-polygon）

它是将同一地区、同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行叠置，根据两组多边形边界的交点来建立具有多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特征的统计分析。其中，前者叫做地图内容的合成叠置，后者称为地图内容的统计叠置。

合成叠置的目的是通过区域多重属性的模拟，寻找和确定同时具有几种地理属性的分布区域，或者按照确定的地理指标，对叠置后产生的具有不同属性级的多边形进行重新分类或分级。合成叠置的结果形成新的多边形（见图(a)）；三、矢量数据的基本分析方法第四十三页，共七十五页，编辑于2023年，星期日第四十四页，共七十五页，编辑于2023年，星期日统计叠置的目的是精确地计算一种要素（例如，土地利用）在另一种要素（例如，行政区域）的某个区域多边形内的分布状况和数量特征（包括拥有的类型数、各类型的面积及其所占总面积的百分比等），或提取某个区域范围内某种专题内容的数据。统计叠置的结果为统计报表或列表输出（见图(b)）。

三、矢量数据的基本分析方法第四十五页，共七十五页，编辑于2023年，星期日3矢量数据的缓冲区分析（Buffle分析） 缓冲区分析是研究根据数据库中点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形。在GIS系统中，缓冲区分析的应用十分广泛。在如下的几个例子中，都需要利用缓冲区分析方法：在城市研究中，当改变某个辖区的行政界线时，需要通知一定距离范围内的住户；在林业规划中，需要按照距河流一定纵深范围来规划森林的砍伐区，以防止水土流失；在地震带，需按照断裂线的危险等级，绘出围绕每一断裂线的不同宽度的缓冲带，使之作为警戒线的指示；在土地评价时，要根据离开交通线的远近进行成本的估算等等。

三、矢量数据的基本分析方法第四十六页，共七十五页，编辑于2023年，星期日在建立缓冲区时，所产生的缓冲区为一些新的多边形。

构造缓冲区示意图三、矢量数据的基本分析方法第四十七页，共七十五页，编辑于2023年，星期日4泰森多边形分析（荷兰气象学家A.H.Thiessen）三、矢量数据的基本分析方法第四十八页，共七十五页，编辑于2023年，星期日 Thiessen多边形1）每个多边形内仅含有一个离散点2）多边形内任一点至构成该多边形的离散点的距离小于该点至其它多边形离散点的距离3）位于相邻多边形公共边上的点至构成这两个多边形的两个离散点的距离相等。

满足上面三个条件的多边形就叫做泰森多边形。连接相邻多边形内的离散点，构成三角网。三角网中的三角形叫泰森三角形。

三、矢量数据的基本分析方法第四十九页，共七十五页，编辑于2023年，星期日

泰森多边形的分析方法、构成的多边形和三角网在地学分析中具有广泛的意义。例如，近邻关系分析，区域专题现象的分级统计分析等。

近邻关系分析：只要判断两个目标之间具有公共边，即两者就侧向临近。

三、矢量数据的基本分析方法第五十页，共七十五页，编辑于2023年，星期日5矢量数据的网络分析1）基本概念网络分析的主要用途： 选择最佳路径：距离最近，花费最少 选择最佳布局中心的位置：距离最近，花费最少网络中的基本组成部分和属性： 链（link）：属性为阻力和需求 障碍：禁止网络中链上流动的点 拐角点：出现在网络链中所有的分割结点上状态属性的阻力，如拐弯的时间和限制（如不允许左拐）三、矢量数据的基本分析方法第五十一页，共七十五页，编辑于2023年，星期日网络中的基本组成部分和属性： 中心：是接受或分配资源的位置，如水库、商业中心等。其状态属性包括资源量；阻力限额，如中心与链之间的最大距离或时间限制。站点：在路径选择中资源增减的站点，如库房、汽车站等，其状态属性有要被运输的资源需求，如产品数。第五十二页，共七十五页，编辑于2023年，星期日2）基本方法（1）路径分析 静态求最佳路径 动态分段技术 N条最佳路径分析 最短路径 动态最佳路径分析：实际网络分析中权值是随权值关系式变化的，而且可能会临时出现一些障碍点，所以往往要动态地计算最佳路径。三、矢量数据的基本分析方法第五十三页，共七十五页，编辑于2023年，星期日（2）地址匹配 实质是对地理位置的查询，它涉及到地址编码。地址匹配与其它网络分析功能结合起来，可以满足实际工作中非常复杂的分析要求。所需输入的数据，包括地址表和含地址范围的街道网络及待查询地址的属性值。（3）资源分配 模型由中心点及其状态属性和网络组成。分配有两种方式：由中心向四周输出；由四周向中心集中。三、矢量数据的基本分析方法第五十四页，共七十五页，编辑于2023年，星期日四、空间数据的其它分析方法1空间数据的量算 1）质心量算：通过对目标坐标值加权平均求得。 2）几何量算：点、线、面、体四类目标 点：坐标 线：长度、曲率、方向 面：面积、周长 体：表面积、体积等 3）形状量算 第五十五页，共七十五页，编辑于2023年，星期日2空间数据的内插 内插与推估：观测点区域内、外离散空间：跳跃特征，土地类型的分布；邻近元法内插——用邻近图元的值表征未知图元的特征值，但在边界上有误差 连续空间：渐变特征，地形表面；整体拟合和局部拟合整体拟合：拟合模型由所有采样点的数据建立；趋势面拟合局部拟合：用邻近的数据点来估计未知点的值；双线性多项式内插；移动拟合法；最小二乘配置法；有限元内插法等 第五十六页，共七十五页，编辑于2023年，星期日空间数据的内插

通过已知点或分区的数据，推求任意点或分区数据的方法称为空间数据的内插。其方法是从存在的观测数据中找到一个函数关系式，使该关系式最好地逼近这些已知的空间数据，并能根据函数关系式推求出区域范围内其它任意点或任意分区的值。一般来讲，在已存在观测点的区域范围之内估计未观测点的特征值的过程称内插；在已存在观测点的区域范围之外估计未观测点的特征值的过程称推估。空间数据的内插有离散空间内插和连续空间内插第五十七页，共七十五页，编辑于2023年，星期日空间数据的内插空间数据的内插是地理信息系统数据处理常用的方法之一，广泛应用于等值线自动制图、数字高程模型的建立、不同区域界线现象的相关分析和比较研究等。连续空间内插技术包括样条函数、最小二乘趋势面、傅里叶级数、克里金(Kriging)的移动平均法等。也可以分为整体拟合和局部拟合技术两大类。

第五十八页，共七十五页，编辑于2023年，星期日3空间统计分析1）常规统计分析：均值、总和、方差等2）回归分析：线性回归、指数回归、多元回归3）趋势分析：内插数据点4）专家打分模型：复合计算出最终结果分值。第五十九页，共七十五页，编辑于2023年，星期日五数字地面模型及其应用1DTM与DEM的概念 DTM-digitalterrainmodel DEM-digitalelevationmodel DTM是描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列。是对某一种或多种地面特性空间分布的数字描述，本质共性是二维地理空间定位和数字描述。 DEM：是DTM的一个子集，是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达。其应用遍及整个地学领域。在测绘中可用于绘制等高线、坡度图、坡向图、立体透视图、立体景观图，并应用于制作正射影像图、立体匹配片、立体地形模型及地图修测。在各种工程中可用于体积和面积计算、各种剖面图的绘制及线路设计等。第六十页，共七十五页，编辑于2023年，星期日 DEM是国家地理信息的基础数据。我国现在强调4D产品的建设，即数字线化图（digitallineargraphs,简称DLG），数字高程模型，数字正射影像（digitalorthophotoquadrangles，简称DOQ），数字栅格图（digitalrastergraphs,简称DRG），并以前3D作为国家空间数据基础设施（NSDI）的框架数据。DEM的应用领域非常广泛。第六十一页，共七十五页，编辑于2023年，星期日2DTM的数据采集与表示 1）DTM的数据源与采集方法（1）以航空或航天遥感图像为数据源 选择采样（地形特征点）、适应性采样（根据地形的复杂程度采样）、先进采样法（自动采样，先粗采样，分析，再视情况加密采样）；借助全数字摄影测量软件（2）以地形图为数据源 手工方法、手扶跟踪数字化仪采集、扫描数字化仪采集（3）以地面实测记录为数据源（4）其它数据源 近景摄影测量摄取地面立体相对，构造解析模型，可获得小区域的DTM。第六十二页，共七十五页，编辑于2023年，星期日 2）DTM的表示方法 （1）数学分块曲面表示法 这种近似数学函数表示的DTM不太适合于地图制图，但广泛用于复杂表面模拟的机助设计系统。 （2）规则格网表示法－－最通用的表示方法 高程矩阵，一般按正方形交点布网；数据自规则格网采样或离散数据及其内插。 （3）不规则三角网（TIN）表示法 利用所有采样点的离散数据，按照优化组合的原则，把这些离散点连接成相互连续的三角面。利于计算。第六十三页，共七十五页，编辑于2023年，星期日3DTM的空间内插方法

分块内插：方块，相邻块有重叠，数学面，可得到光滑连续的空间曲面； 剖分内插：大小和形状不同的子区，不重叠，数学面，内插任意点，得到的面不光滑，不连续，最简单的是TIN； 单点移面内插：待插点为中心，圆、正方形作为移动面去捕捉适当数目的数据点，数学面，内插中心点。第六十四页，共七十五页，编辑于2023年，星期日4DTM在地图制图与地学分析中的应用 1）利用DEM绘制等高线 2）利用DEM绘制地面晕渲图 3）透视立体图的绘制 流程：建立透视变换基础→DEM高程阵列剖面布设→消除隐藏线处理→粘贴表面影像与纹理 4）DEM的地形分析 地形因子提取、地表类型分类、以及剖面图的绘制等。由栅格DEM可作坡度和坡向分析、地表粗糙度的计算、地表曲率计算。第六十五页，共七十五页，编辑于2023年，星