DEM的若干分析与应用

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1、DEM的若干分析与应用学生姓名：卢向伟学号：20050844015城市与环境科学学院地理信息系统专业指导教师：徐丰职称：讲师摘要：本文先阐述了DEM的概念、发展以及应用模型，在此基础上探讨了DEM数据的采集与分析，并就一些方面的应用进行探讨，为DEM在实际中的应用提供了参考。关键词：DEM；模型；地形因子；淹没损失Abstract：ThisarticlefirstdiscussestheconceptofDEM,developmentandapplicationofthemodel,theDEMonthebasisofdatacollectionandanaly

2、sis,andapplicationofsomeaspectsoftheexposition,forDEMapplicationsinpracticetoprovideareference.KeyWords：DEM；model；terrainfactor；floodlosses数字地形模拟是针对地形地貌的一种数字建模过程，这种建模的结果通常就是一个数字高程模型，即DigitalElevationModel，简称DEM。自从20世纪50年代后期开始被采用以来，DEM受到了极大的关注，并在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、军事等国民经济和国防建设以

3、及人文和自然科学领域有着广泛的应用，如多种比例尺的地形图、纵横断面立体透视图，此外还可以很好的研究区域坡度、坡向等信息，文章主要论述了DEM在地形因子分析、水文分析如淹没分析、线路勘测设计等方面的应用。1DEM概况DEM，数字地面模型的地面属性为海拔高程时，以数字形式存储的表示空间位置高程值的集合，是表示区域地形的三维向量的数值序列。数字地面模型最初是美国麻省理工学院Miller教授为了高速公路的自动设计于1956年提出来的。对它的研究经历了四个时期。50年代末是其概念的形成；60年代至70年代对DTM内插问题进行了大量的研究；70年代中、后期对采样方法进行了研

4、究，其代表为Makarovic提出的渐近采样PROSA及混合采样；8880年代以来，对DTM的研究已涉及到DTM系统的各个环节，其中包括用DTM表示地形的精度、地形分类、数据采集、DTM数据压缩以及不规则三角网DTM的建立与应用等。2DEM主要表示模型DEM有多种表示形式，主要包括规则格网、等高线模型和不规则三角网模型等。2.1规则格网模型为了减少数据的存贮量及便于使用管理，可利用一系列在X、Y方向上都是等间隔排列的地形点的高程Z表示地形，形成一个矩形格网DEM。其任意一个点Pij的平面坐标可根据该点在DEM中的行列中i、j及存放在该DEM文件头部的基本信息推算

5、出来。这些基本信息应包括DEM起始点(一般为左下角)坐标(X0，Y0)。DEM格网在X方向与Y方向的间隔DX、DY及DEM的行列数NY、NX等。如公式1所示，点Pij的平面坐标(Xi，Yj)为（1）9178635053948164515710084665564103846656729682666380在这种情况下，除了基本信息外，DEM就变成一组规则存放的高程值，在计算机高级语言中，它就是一个二维数组或数学上的一个二维矩阵或二维网格，如表格1所示:表1DEM二维格网模型实例2.2等高线模型等高线模型表示高程，高程值的集合是已知的，每一条等高线对应一个已知的高程值

6、，这样一系列等高线集合和它们的高程值一起就构成了一种地面高程模型。如图1所示：图1等高线模型实例通常被存成一个有序的坐标点对序列，可以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段。常用二维的链表来存储。另外的一种方法是用图来表示等高线的拓扑关系，将等高线之间的区域表示成图的节点，用边表示等高线本身。2.3不规则三角网（TIN）模型TIN是根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内，如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。88其存储方式是：每一个三角形、边和节点都对应一个记录，三角形的记录包括

7、三个指向它三个边的记录的指针，边的记录有四个指针字段，包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针，也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形，节点包括三个坐标值的字段，分别存储X，Y，Z坐标。3DEM数据采集和处理3.1DEM数据采集建立DEM，首先必须测量一些点的三维坐标，这就是DEM的数据采集。数据采集是DEM的关键。比如在地形图上的高程数据采集主要以等高线形式表示，此外，独立高程注记点数据更具有重要意义，如山脊线、谷底线、谷缘线、山坡转折线等分布在地形线上的高程数据，是表示地形转折的控制数据，是数据采集的重要目标。数据采集一般遵循以下原则

8、：（1）在DEM数据采集