2023學(xué)年完整公開課版DEM建立

DEM建立地理信息系統(tǒng)應(yīng)用GeographicInformationSystemApplication目錄CONTENTSDEM建立的一般步驟TIN的建立格網(wǎng)DEM的建立01020304等高線的建立05DEM內(nèi)插方法DEM建立的一般步驟01DEM建立的一般步驟數(shù)字高程模型的建立過(guò)程是一個(gè)模型建立過(guò)程從模型論角度講，就是將源域（地形）表現(xiàn)在另一個(gè)域（目標(biāo)域或DEM）中的一種結(jié)構(gòu)，建模的目的是對(duì)復(fù)雜的客體進(jìn)行簡(jiǎn)化和抽象并把對(duì)客體（源域，DEM中為地形起伏）的研究轉(zhuǎn)移到對(duì)模型的研究上來(lái)模型建立之初，首先要為模型構(gòu)造一個(gè)合適的空間結(jié)構(gòu)（spatialframework）空間結(jié)構(gòu)是為把特定區(qū)域內(nèi)的空間目標(biāo)鑲嵌在一起而對(duì)區(qū)域進(jìn)行的劃分，劃分出的各個(gè)空間范圍稱為位置區(qū)域或空間域空間結(jié)構(gòu)一般是規(guī)則的（如格網(wǎng)），或不規(guī)則的（如不規(guī)則三角網(wǎng)TIN）DEM建立的一般步驟構(gòu)筑模型的一般內(nèi)容與過(guò)程1采用合適的空間模型構(gòu)造空間結(jié)構(gòu)2采用合適的屬性域函數(shù)在空間結(jié)構(gòu)中進(jìn)行采樣，構(gòu)造空間域函數(shù)34利用空間域函數(shù)進(jìn)行分析DEM建立的一般步驟DEM數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1DEM數(shù)據(jù)模型DEM數(shù)據(jù)模型是一個(gè)地貌的抽象模型它為地形的存儲(chǔ)、處理和應(yīng)用建立了一個(gè)數(shù)據(jù)記錄與組織的基礎(chǔ)一個(gè)DEM的數(shù)據(jù)模型明確的決定了DEM數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)2DEM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)DEM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)與組織表面高程數(shù)據(jù)的特定方法，因此它能夠有效的使用DEM建立的一般步驟DEM數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）2TINBasedDEM（不規(guī)則三角網(wǎng)）3Contour-BasedDEM4Points-BasedDEM5Profile–BasedDEM6Hybrid-BasedDEM7String-BasedDEM格網(wǎng)DEM的建立02格網(wǎng)DEM的建立RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）矢量數(shù)據(jù)模型值=0=1=2=3格網(wǎng)點(diǎn)線面行列柵格數(shù)據(jù)模型二維矩陣的格網(wǎng)分割格網(wǎng)DEM的建立地形表面被分為一系列的格網(wǎng)單元，每個(gè)網(wǎng)格存儲(chǔ)一個(gè)高程值。RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）直接壓縮RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）格網(wǎng)DEM的建立特點(diǎn)簡(jiǎn)單存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（二維矩陣）易于與RS圖像結(jié)合數(shù)據(jù)冗余不能明確表達(dá)地形結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)格網(wǎng)DEM的建立RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在格網(wǎng)的行列中行列相交的柵格單元帶有其屬性值每個(gè)柵格的行列號(hào)代表真實(shí)地表的位置，而行列號(hào)所對(duì)應(yīng)的Z值代表高程值或者其他的屬性值格網(wǎng)DEM的建立RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）正方形格網(wǎng)分級(jí)格網(wǎng)同心圓格網(wǎng)DEM格網(wǎng)參數(shù)形狀分辨率位置方向格網(wǎng)DEM的建立RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）DEM格網(wǎng)參數(shù)形狀分辨率位置方向DEM(i,j)格網(wǎng)DEM的建立RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）DEM格網(wǎng)參數(shù)形狀分辨率位置方向dd選擇的原則1保證精度2避免數(shù)據(jù)冗余3符合標(biāo)準(zhǔn)格網(wǎng)DEM的建立RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）DEM格網(wǎng)參數(shù)形狀分辨率位置方向格網(wǎng)DEM的建立RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）DEM格網(wǎng)參數(shù)形狀分辨率位置方向格網(wǎng)DEM的建立RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）DEM格網(wǎng)參數(shù)形狀分辨率位置方向格網(wǎng)DEM的建立RegularGrid-BasedDEM（規(guī)則格網(wǎng)）規(guī)則分布不規(guī)則分布等高線分布對(duì)每個(gè)格網(wǎng)求取格網(wǎng)點(diǎn)高程DEM是在二維空間上對(duì)三維地形表面的描述

構(gòu)建DEM的整體思路是：首先在二維平面上對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行格網(wǎng)劃分（格網(wǎng)大小取決于DEM的應(yīng)用目的），形成覆蓋整個(gè)區(qū)域的格網(wǎng)空間結(jié)構(gòu)然后利用分布在格網(wǎng)點(diǎn)周圍的地形采樣點(diǎn)內(nèi)插計(jì)算格網(wǎng)點(diǎn)的高程值最后按一定的格式輸出，形成該地區(qū)的格網(wǎng)DEMTIN的建立03TIN的建立TIN概念將離散的點(diǎn)連接成連續(xù)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)三角面TriangulatedIrregularNetwork(TIN)特性可變的分辨率顧及地形結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)復(fù)雜TIN的建立三角形作為TIN的主要元素，可以通過(guò)多種方法構(gòu)建這些方法都必須符合一定的剖分準(zhǔn)則一般必須滿足的要求包括1使三角形形狀最佳，即盡量接近正三角形2保證最近的三個(gè)點(diǎn)在同一三角形上3三角網(wǎng)絡(luò)是唯一的（不能出現(xiàn)四點(diǎn)共線）TINTIN的建立TIN--三角剖分準(zhǔn)則a、空外接圓準(zhǔn)測(cè)b、最大最小準(zhǔn)測(cè)c、最短距離和準(zhǔn)測(cè)d、張角最大準(zhǔn)測(cè)e、面積比準(zhǔn)測(cè)f、對(duì)角線準(zhǔn)測(cè)TIN的建立TIN---不規(guī)則三角網(wǎng)構(gòu)建過(guò)程等高線的建立04等高線的建立等高線DEM的建立實(shí)際上將數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)換為特定DEM結(jié)構(gòu)的過(guò)程該過(guò)程包含了以下幾個(gè)步驟：首先選取合適的空間模型，如規(guī)則格網(wǎng)或不規(guī)則格網(wǎng)TIN其次確定空間域函數(shù)，即內(nèi)插函數(shù)最后利用空間域函數(shù)進(jìn)行分析，即求取指定點(diǎn)上的函數(shù)值等高線的建立基于TIN的等高線生成方法DEM內(nèi)插方法05DEM內(nèi)插方法DEM內(nèi)插數(shù)據(jù)分布規(guī)則分布內(nèi)插方法不規(guī)則分布內(nèi)插方法等高線數(shù)據(jù)內(nèi)插方法內(nèi)插范圍整體內(nèi)插方法局部?jī)?nèi)插方法逐點(diǎn)內(nèi)插方法內(nèi)插曲面與參考點(diǎn)關(guān)系純二維內(nèi)插曲面擬合內(nèi)插內(nèi)插函數(shù)性質(zhì)多項(xiàng)式內(nèi)插線性插值雙線性插值高次多項(xiàng)式插值樣條內(nèi)插有限元內(nèi)插最小二乘配置內(nèi)插地形特征理解克立金內(nèi)插多層曲面疊加內(nèi)插加權(quán)平均值內(nèi)插分形內(nèi)插傅立葉級(jí)數(shù)內(nèi)插格網(wǎng)DEM的構(gòu)建方法是將原始離散點(diǎn)轉(zhuǎn)換為規(guī)則分布的格網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)學(xué)變換過(guò)程空間內(nèi)插是構(gòu)建柵格DEM不可或缺的方法DEM內(nèi)插方法整體內(nèi)插DEM內(nèi)插方法局部分塊內(nèi)插DEM內(nèi)插方法逐點(diǎn)內(nèi)插法DEM內(nèi)插方法內(nèi)插類型反距離加權(quán)內(nèi)插InverseDistanceWeighting(IDW)自然鄰近法NaturalNeighbors克里金Kriging樣條內(nèi)插SplinesTINDEM內(nèi)插方法不同內(nèi)插方法