《DEM的可视化》课件

DEM可视化数字高程模型(DEM)是地球表面三维形状的数字表示，对于地理空间分析和可视化至关重要。什么是DEM数字高程模型DEM是一种用于表示地球表面地形的三维数据模型。高程数据它存储了地面上每个点的海拔高度信息。三维地形DEM可用于创建三维地形模型，用于可视化和分析。DEM的作用地形分析DEM可用于分析地形特征，如坡度、坡向、地形起伏、山脊线和谷底。水文分析DEM可用于进行水文分析，如流域划分、河流网络提取和洪水模拟。可视化DEM可用于创建三维地形模型，提供直观的视觉化。DEM数据获取航空摄影测量利用航空摄影机拍摄地面照片，通过立体定位和三维重建技术获取DEM。卫星遥感利用卫星传感器获取地面影像，通过数字图像处理和正射校正等技术获取DEM。地面测量利用全站仪、水准仪等仪器进行地面测量，通过数据处理和插值方法获取DEM。航空摄影测量获取DEM1图像采集使用航空相机从高空拍摄地面图像，覆盖目标区域。2影像匹配将多幅图像进行精确匹配，建立空间几何关系。3三维重建根据匹配的图像信息，生成三维点云数据。4DEM生成从三维点云数据中提取地面高程信息，生成DEM。卫星遥感获取DEM1立体影像利用多颗卫星获取同一区域不同角度的影像。2影像匹配通过图像处理技术，将不同角度的影像进行匹配。3三角测量利用匹配的影像信息，计算出地面的三维坐标。地面测量获取DEM1传统测量经纬仪、水准仪等工具进行地面测量2GPS测量利用GPS接收机获取地面点坐标3全站仪测量全站仪可快速测量地面点坐标和高程地面测量方法可以获取高精度的地形数据，但效率较低，成本较高。适用于局部区域或精度要求高的地形测量。DEM数据处理流程1数据清洗去除噪声和错误数据2数据插值填充缺失数据3数据转换将数据转换为所需格式4数据分析提取关键信息5数据可视化展示分析结果DEM数据格式栅格DEM栅格DEM将地形数据存储在规则网格中，每个网格单元代表一个特定区域的高度。矢量化DEM矢量化DEM使用线段和点来表示地形特征，例如等高线、坡度线和山脊线。栅格DEM数字矩阵栅格DEM将地形表面划分为规则的网格，每个网格单元对应一个高程值，形成一个数字矩阵。空间分辨率栅格DEM的空间分辨率取决于网格单元的大小，高分辨率的DEM能够更精确地描述地形细节。矢量化DEM矢量数据矢量DEM将地形信息存储为点、线和面等几何图形。地理信息系统矢量数据适合在GIS软件中进行地理空间分析和可视化。数据结构矢量DEM通常包含点、线和面的属性信息，例如高度、坡度和坡向等。可视化DEM数据DEM数据是地理空间数据的一种重要类型，它可以被用于创建各种各样的地图和模型，以帮助我们更好地理解和分析地球表面。DEM数据的可视化是将这些数据转化为人类可以理解的图像和图形的过程。通过可视化DEM数据，我们可以直观地看到地形地貌的细节，并从中提取有用的信息，例如坡度、坡向、水流方向等。DEM可视化方法概述等高线通过连接等高点形成的曲线，展现地形的起伏变化。阴影图模拟光照方向和强度，突出地形的明暗变化。坡度图显示地形的坡度变化，用于分析地形特征和评估地形条件。坡向图指示地形的坡向，用于分析水流方向、植被分布和地表能量平衡。等高线可视化等高线是将同一海拔高度的点连接起来形成的曲线。等高线图能够直观地展现地形的起伏变化，是DEM可视化最常用的方法之一。等高线图通常会使用不同的颜色和线型来表示不同的海拔高度，方便用户识别不同地形特征。通过等高线图可以获取地形坡度、坡向、地形起伏等信息，为地质勘探、水文分析、工程设计等提供重要的参考依据。阴影图可视化阴影图阴影图通过模拟光照方向，增强地形起伏的视觉效果。光照方向可以调整光照方向，以突出不同方向的地形特征。坡度图可视化坡度图是DEM数据的一种重要可视化形式，它可以直观地显示地形的坡度变化，为地质、地理、环境等学科的研究提供重要参考。坡度图通常用颜色或灰度级表示坡度值，颜色越深或灰度值越高，表示坡度越大。坡向图可视化坡向图显示地表坡度的方向，通常以方位角表示，并通过颜色或符号来表示。坡向图可以帮助了解地形的倾斜方向，例如，河流的流向、山脊和山谷的位置以及土壤侵蚀的方向。3D地形建模逼真地形利用DEM数据可以构建逼真的3D地形模型，展现地形的起伏变化和细节特征。城市规划3D地形模型可以帮助城市规划人员更好地理解地形的限制条件，优化城市设计。环境监测3D地形模型可以用于监测植被变化、土壤侵蚀和水资源管理等环境问题。多元景观指标计算DEM数据可用于计算各种地形指标，如坡度、坡向、海拔、曲率、地形粗糙度等。这些指标可以进一步用于分析景观结构、生物多样性、水文过程、土壤侵蚀等。多元景观指标计算可以为土地利用规划、生态环境保护、灾害风险评估等提供重要的决策依据。地形剖面分析剖面提取从DEM数据中提取特定方向的剖面线，以分析地形的起伏变化和坡度变化。剖面图绘制将提取的剖面线数据绘制成图表，直观地展示地形的纵向变化趋势。流域分析水文特征确定河流网络、流域面积和流域边界。水资源评估分析水资源的可用性、分布和变化。水质监测评估水污染源，监测水质变化。水文模型建立水文模型，预测水流和水质。视域分析定义视域分析是指确定观察者从特定位置可以看到的区域，它有助于了解景观的可见性并进行空间规划。应用视域分析广泛应用于城市规划、建筑设计、旅游开发、军事防御和环境保护等领域。洪水泛滥分析风险评估洪水泛滥分析可用于评估洪水风险，帮助人们更好地了解可能发生的洪水规模和影响。预警系统基于DEM数据的洪水模型可以开发成洪水预警系统，帮助人们及时应对洪水灾害。灾后重建洪水泛滥分析可以帮助人们了解洪水对基础设施的影响，为灾后重建提供参考。滑坡灾害分析风险评估利用DEM数据可以识别出潜在的滑坡区域，评估滑坡发生的可能性。路径预测预测滑坡发生时，滑坡物质的移动路径和影响范围。损失评估根据滑坡路径和影响范围，评估滑坡可能造成的经济损失和人员伤亡。火山爆发模拟模拟熔岩流动路径和速度。预测火山灰扩散范围和影响。评估火山爆发对周围环境和人类的影响。地震破坏模拟1建筑物破坏模拟地震对建筑物的影响，包括结构损伤、倒塌风险等。2基础设施损坏模拟地震对道路、桥梁、管道等基础设施的破坏程度。3人员伤亡模拟地震可能造成的人员伤亡，预测疏散路线和救援需求。气候模拟气温变化模拟不同温室气体排放情景下的气温变化趋势，预测未来气候变化对地球的影响。降水模式模拟不同气候变化情景下的降水模式变化，预测未来干旱或洪涝灾害的发生概率。海平面上升模拟不同气候变化情景下的海平面上升趋势，预测未来沿海地区面临的风险。生态系统模拟植物生长模拟植物的生长，包括光合作用、呼吸作用、水分和养分吸收等过程。动物迁徙模拟动物的迁徙，包括动物的觅食、繁殖和避敌等行为。水循环模拟降水、蒸发、地表径流和地下水流动等过程。城市规划应用城市规划DEM数据可以用来分析城市地形，帮助规划道路、住宅、商业区等。建筑设计建筑师可以使用DEM数据来设计建筑物，确保建筑物的安全性和美观性。水利工程DEM数据可以用来设计水库、河道等水利工程，确保工程的安全性。交通规划应用交通流量分析DEM可以用于分析交通流量模式，帮助规划道路网络和交通信号灯。道路设计DEM可以帮助工程师设计道路的路线和坡度，确保道路安全和高效。公共交通规划DEM可以用于优化公共交通路线，提高效率和减少交通拥堵。军事应用战场态势感知DEM数据可用于创建高精度地形模型，帮助军事人员更好地了解战场环境。目标定位DEM数据可用于精确确定目标位置，提升武器打击精度。路线规划