專業(yè)論文數(shù)字高程模型論文數(shù)字搶答器論文數(shù)字高程模型的建立及應(yīng)用

1、管理論文 專業(yè)論文 教育論文 管理論文 專業(yè)資料下載盡在豆丁 數(shù)字高程模型論文數(shù)字搶答器論文數(shù)字高程模型的建立及應(yīng)用摘要:數(shù)字高程模型是基礎(chǔ)測(cè)繪的重要產(chǎn)品之一,是地理信息系統(tǒng)不可缺少的數(shù)據(jù)源,本文結(jié)合測(cè)繪生產(chǎn)的實(shí)際情況,介紹了建立dem的幾種常用方法和dem的應(yīng)用。 關(guān)健詞:數(shù)字高程模型 dem的表示法 dem的建立 dem的應(yīng)用 1.引言 數(shù)字高程模型( digital elevation model 簡(jiǎn)稱 dem ) 是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型,是數(shù)字地形模型(digital terrain model,簡(jiǎn)稱dtm)的一個(gè)分 支。它是在高斯投影平面上規(guī)則格網(wǎng)點(diǎn)平

2、面坐標(biāo)( x,y )及其高程( z )的數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集從數(shù)學(xué)上描述了該區(qū)域地貌形態(tài)的空間分布,通過dem數(shù)據(jù),我們可以很方便地將其轉(zhuǎn)換為等高線圖、透視圖、坡度圖、斷面圖、暈渲圖、與數(shù)字正射影像復(fù)合生成景觀圖等各種專題圖的圖解產(chǎn)品,或者按用戶需求計(jì)算出體積、空間距離、表面覆蓋面積等工程數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。因此,數(shù)字高程模型有著廣泛的應(yīng)用前景,它是地理信息系統(tǒng)不可缺少的數(shù)據(jù)源,本文就dem的表示法、dem的建立及應(yīng)用作一簡(jiǎn)單介紹。 2.dem的表示法 一個(gè)地區(qū)的地表高程的變化可以采用多種方法表達(dá),用數(shù)學(xué)定義的表面或點(diǎn)、線、影像都可用來表示dem。 2.1 數(shù)學(xué)方法 用數(shù)學(xué)方法來表達(dá),可以采用整體擬合

3、方法,即根據(jù)區(qū)域所有的高程點(diǎn)數(shù)據(jù),用傅立葉級(jí)數(shù)和高次多項(xiàng)式擬合統(tǒng)一的地面高程曲面。也可用局部擬合方法,將地表復(fù)雜表面分成正方形規(guī)則區(qū)域或面積大致相等的不規(guī)則區(qū)域進(jìn)行分塊搜索,根據(jù)有限個(gè)點(diǎn)進(jìn)行擬合形成高程曲面。 2.2 圖形方法 2.2.1線模式 等高線是表示地形最常見的形式。其它的地形特征線如山脊線、谷底線、海岸線及坡度變換線等也是表達(dá)地面高程的重要信息源。 2.2.2點(diǎn)模式 用離散采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)建立dem是dem建立常用的方法之一。在地形圖上這些離散點(diǎn)以高程點(diǎn)的形式表現(xiàn)出來。離散數(shù)據(jù)采樣可以按規(guī)則格網(wǎng)采樣,可以是密度一致的或不一致的;可以是不規(guī)則采樣,如不規(guī)則三角網(wǎng)、鄰近網(wǎng)模型等;也可以有選擇性

4、地采樣,采集山峰、洼坑、隘口、邊界等重要特征點(diǎn)。 3. dem的建立 建立dem的方法有多種,以數(shù)據(jù)源及采集方式來劃分主要有以下幾種。 3.1 地面測(cè)量 利用gps、全站儀、rtk等儀器在野外實(shí)地測(cè)量,并自動(dòng)記錄測(cè)量數(shù)據(jù),將這些數(shù)據(jù)通過串行通訊,輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理,直接獲取各測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。當(dāng)點(diǎn)數(shù)達(dá)到一定密度后,即可生成一定精度的dem。 3.2現(xiàn)有地圖數(shù)字化 利用手扶跟蹤數(shù)字化儀或掃描數(shù)字化儀,對(duì)已有地形圖上的信息如等高線、高程點(diǎn)進(jìn)行采集,然后通過內(nèi)插的方法生成dem。dem內(nèi)插方法很多,主要有分塊內(nèi)插 、部分內(nèi)插和單點(diǎn)移面內(nèi)插三種。目前常用的算法是通過等高線和高程點(diǎn)建立不規(guī)則的三角網(wǎng)(

5、簡(jiǎn)稱tin)。然后在tin基礎(chǔ)上通過線性和雙線性內(nèi)插建立dem。如下圖所示: 等高線tindem 3.3 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法是dem數(shù)據(jù)采集最常用的方法之一。它是以數(shù)字影像為基礎(chǔ),通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行影像匹配,自動(dòng)相關(guān)運(yùn)算識(shí)別同名象點(diǎn)得其象點(diǎn)坐標(biāo),并根據(jù)少量的野外像控點(diǎn)進(jìn)行空三加密,建立各像對(duì)的立體模型。在jx4或virtuozont等相關(guān)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量軟件的支持下,對(duì)各像對(duì)進(jìn)行特征點(diǎn)線(如山脊線、山谷線、地形突變地區(qū)線、峰頂、谷底、鞍部及地形突變點(diǎn))、非相關(guān)區(qū)(河流、沙灘、房屋群或陰影等相關(guān)不好的區(qū)域)、水域區(qū)(湖泊、水庫(kù)等無高差的區(qū)域)及森林覆蓋區(qū)的量測(cè),并將格網(wǎng)上的各點(diǎn)通過立體觀

6、測(cè)編輯到地面上,生成單一像對(duì)的dem,通過dem的接邊鑲嵌功能生成測(cè)區(qū)內(nèi)總的dem。 4. dem的應(yīng)用 由于dem描述的是地面高程信息,它在測(cè)繪、水文、氣象、地貌、地質(zhì)、土壤、工程建設(shè)、 通訊、氣象、軍事等國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)以及人文和自然科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 4.1 dem可用于繪制等高線、坡度圖、坡向圖、立體透視圖、立體景觀圖,并應(yīng)用于制作正射影像圖、立體地形模型及地圖的修測(cè)。 4.2 dem在工程建設(shè)中可用于體積和面積計(jì)算、土方量的計(jì)算、各種剖面圖的繪制及線路的設(shè)計(jì)和通視情況的分析。 4.3 dem在軍事上可用于導(dǎo)航(包括導(dǎo)彈及飛機(jī)的導(dǎo)航)、通訊、作戰(zhàn)任務(wù)的計(jì)劃、觀察哨所的設(shè)定等。

7、4.4 在環(huán)境與規(guī)劃中,dem可用于土地現(xiàn)狀的分析、各種規(guī)劃及洪水險(xiǎn)情預(yù)報(bào)等。還可將dem作為背景疊加各種專題信息如土壤、土地利用及植被覆蓋數(shù)據(jù)等,以便進(jìn)行顯示與分析。 4.5 在防洪減災(zāi)方面,dem是進(jìn)行水文分析如匯水區(qū)分析、水系網(wǎng)絡(luò)分析、降雨分析、蓄洪計(jì)算、淹沒分析等的基礎(chǔ) 以上介紹的是dem常用的建立方法和常見功能,無論是哪一種建立方法,均存在著誤差,這些誤差主要是由原始數(shù)據(jù)的采集誤差和高程內(nèi)插誤差共同決定的。如果采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)太稀會(huì)降低dem的精度;數(shù)據(jù)點(diǎn)過密,又會(huì)增大數(shù)據(jù)量、處理的工作量和不必要的存儲(chǔ)量。因此在dem數(shù)據(jù)采集之前,需按照所要達(dá)到的精度確定合理的取樣密度,或者在dem數(shù)據(jù)采集過程中根據(jù)地形復(fù)雜程度動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣點(diǎn)密度。我們期待著能尋找到更加科學(xué)的算法和手段,以達(dá)到dem精度和時(shí)效的雙重追求。 參考