数字高程复习整理资料

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1、湖南科技大学建筑与城乡规划学院地理信息系统1.1地形的表达方式：数学方式全局：傅里叶级数;多项式函数局部：规则的分块函数;不规则的分块函数图像方式：点方式：规则（密度一致，密度可变）;不规则（二角网，邻近网）;典型特征（山峰、洼坑、隘口、边界等）线方式：剖面线;等高线;特征线（山脊线、谷地线、海岸线、坡度变化线等）其他方式：绘画、影像等1.2模型是指用来表现其他事物的一个对象或概念，是按比例缩减并转变到我们能够理解的形式的事物本体。概念模型;物质模型;数学模型（函数模型和随机模型）数字地面模型（DTM）：采用数据

2、来表达地形表面数字地面模型是利用一个任意坐标场中大量选择的已知X,Y,Z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，DTM就是地形表面简单的数字表示地面特性信息类型：（1）地貌信息，如高程、坡度、坡向、坡面形态以及其他描述地表起伏情况的更为复杂的地貌因子；（2）基本地物信息，如水系、交通网、居民点和工矿企业及境界线等；（3）主要的自然资源和环境信息，如土壤、植被、地质、气候等；（4）主要的社会经济信息，如人口分布、工农业产值和国民收入等。遵从的基本原则：所有这些数字地面模型所包含的任何一个可转换为数字的地面特

3、性数据，都与特定的二维地理坐标值相结合。1.3DEM是DTM中最基本部分，它是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达数字高程模型是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表达和过程模拟，英文名称为DEM。简单地说，空间起伏连续变化现象的数字化表示和分析工具的集合。数字高程模型的特点（1）多种形式；（2）精度不会损失；（3）自动化、实时化；（4）多比例尺数字高程模型的分类根据大小和覆盖范围可将其简单分为三种：（1）局部的DEMs（local）：待建模的区域非常复杂。（2）全局的DEMs（global）：包含

4、大量的数据并覆盖一个很大的区域，具有简单、规则的地形特征。（3）地区的DEMs（regional）：界于全局和局部之间。根据模型的连续性分为三类：（1）不连续的DEMs（discontinuous）：每个测点的高程都代表了其邻域范围内的值。（2）连续的DEMs（continuous）：每个数据点代表的只是连续表面上的一个采样值，表面的一阶导数可以是连续的，也可以是不连续的。（3）光滑的DEMs（smooth）：一阶导数或更高阶导数连续的表面。模型表面不必经过所有原始观测点，待构建的表面应该比原始观测数据所反映的变

5、化要平滑的多。2.1DEM数据来源数字摄影测量：利用带自动记录装置的立体测图仪或立体坐标仪、解析测图仪及数字摄影测量系统，进行人工、半自动或全自动的量测。其原理是在摄影图的基础上利用测图仪进行测量。现有地图数字化：对已有地图上的信息(如等高线)进行数字化。地面测量：利用自动记录的测距经纬仪在野外实地测量。空间传感器：利用GPS，结合雷达和激光测高仪采集数据。湖南科技大学建筑与城乡规划学院地理信息系统2.2地面形状的几何特征分布在地形表面上的点和线具有不同的地形信息，一般分为特征要素和非特征要素两类。特征要素包括地

6、形特征点和特征线，特征点如山顶、洼地、鞍部、三角点、山脊点、山谷点等，特征线包括山脊线、山谷线、各种断裂线（陡坎、海岸线、水涯线等）。非特征要素是分布在各个地形单元上的点和线，是为满足采样点密度而加测的点，这些点线主要是用来辅助地形重建。坡度变化点：在地形坡面上反映了地形的坡度变化趋势。方向变化点：在平面上刻画着地形特征线的走势变化。图2.1地形结构特征（实线为山脊线，虚线为山谷线，三角形表示山顶，小圆为鞍部，正方形为坡度变化点和方向变化点。）2.3地形曲面的基本参数高程：地面点沿铅垂线到大地水准面（我国为黄海海

7、平面，称1985黄海高程基准）的距离。在地形模型上，除了采样点和格网点的高程值可直接获取外，其他任意点的高程要通过内插的方法得到。高差：地面两点距离的高程之差，并且任意两点之间的高差与起算面无关。高程分布曲线：又称高程面积曲线或高程面积频率曲线，是以某一区域的高程和该高程以上（或以下）面积的百分比或频率为纵、横坐标轴所绘制的统计图，是一条累积曲线。距离：匀质空间距离；非匀质空间距离。2..4数据采样策略（1）沿等高线采样：在地形复杂及陡峭地区，可采用该方法；在平坦地区，不适宜采用该方法。（2）规则格网采样：所采集

8、数据的平面坐标具有规则的格网形式。通过规定X和Y轴方向的间距来形成平面格网。量测点在格网的两个方向上都规则采样。（3）剖面法：只沿剖面方法采样。（4）渐进采样：小区域的格网间距逐渐改变，而采样也由粗到精的逐渐进行。（5）选择性采样：为了准确反映地形，可根据地形特征进行选择性采样。这种方法并不常见。（6）混合采样：将选择采样与规则格网采样相结合或者选择采样与渐进采样相结合的