资源描述：
《数字地面模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、7.1数字地面模型概述7.2DEM常用数据模型7.3DEM数据的获取7.4数字地形可视化7.5数字地形分析7.6DEM的应用第八章数字高程模型及其应用地理空间实质是三维的，只是人们通常在二维地理空间上描述并进行分析。如在土地利用，土地分级等问题上，都用平面专题图来描述。数字地面模型的提出，从时间上实际上早于GIS，但GIS的发展大大促进人们对数字地面模型的研究。7.1数字地面模型概述DTM(DigitalTerrainModel)数字地形模型50年代由MIT摄影测量实验室提出，是用数字形式描述地形表面的模型。实质上这是对地面形态和属性信息的数字表
2、达。DEM(DigitalElevationModel)数字高程模型当DTM模型中数字属性为高程时称DEM模型，即数字高程模型。DEM模型是DTM模型的一种特例。DEM模型是新一代的地形图，它通过存储在介质上的大量地面点空间数据和地形属性数据，以数字形式来描述地形地貌。为了表示地形起伏必需存储三维数据，这首先必需研究三维数字地面模型。从测绘的角度看DEM的表示方法DEM表示方法数学方法图形法整体局部傅立叶级数高次多项式规则数学分块不规则数学分块点数据线数据规则不规则水平线典型线典型特征密度一致密度不一致三角网邻近网山峰、洼坑隘口、边界垂直线山脊线
3、谷底线海岸线坡度变换线7.2DEM的常用数据模型规则格网模型将空间区域分成规则的等距离单元，每个单元对应一个数值，通常在数学上表示为一个矩阵，在计算机中表现为一个二维数组，每个格网单元或数组元素对应一个高程值。用规则采样点数据（或把不规则采样点数据内插成规则点数据），而后，以矩阵形式来表地面形状。它已成为栅格数据结构中DEM的通用形式。一、规则格网(grid)模型按平面上等间距规则采样，或内插所建立的数字地面模型，称为基于栅格的数字地面模型，可以写成以下形式:DTM＝│Zi,j│,i=l,2,…,m;j=1,2,n式中，Z为栅格结点（i,j）上的
4、地面属性数据，包括土地权属、土壤类型、土地利用等。当该属性为海拔高程时，则该模型即为数字高程模型。1.模型的表示规则格网（grid)模型1）格网面元组成格网的四个相邻格点在水平面上所包含的面积单元。2）格网面元的趋势面格网面元的四个角点高程支撑的数学面，通常该数学面用三种形式表示。按最小二乘法将格网面元四个角点高程拟合为一个平面，称格网面元的平面趋势面。将格网面元四个角点高程拟合为双线性趋势面。将格网面元四个角点高程拟合为双三次趋势面。3)格网点针对格网点的值(i,j)(i,j+1)(i+1,j)(i+1,j+1)(i,j)(i,j+1)(i+1
5、,j)(i+1,j+1)2.格网的含义格网数据结构是典型的栅格数据结构，可采用栅格矩阵及其压缩编码的方法表示。其数据包括三部分：1）元数据描述DEM数据的数据，如数据表示的时间、边界、测量单位、投影参数。2）数据头DEM数据的起点坐标、坐标类型、格网大小、行列数等。3）数据体行列数分布的数据阵列。3.格网数据结构规则格网数据模型的优点：1）数据结构简单，算法实现容易，便于空间操作和存储。尤其适合在栅格数据结构的GIS系统中。2）容易计算等高线、坡度、坡向、自动提取地域地形等。规则格网是DEM最广泛使用的格式。目前，很多国家都以规则格网的数据矩阵作
6、为DEM提供方式。4、规则格网的优缺点规则格网数据模型的缺点：1）数据量大，通常采用压缩存储无损压缩存储，如游程编码、链码、四叉树编码；有损压缩存储，如离散余弦（DCTDiscreteCosineTransformation),小波变换（WaveletTransformation)2）不规则的地面特性与规则的数据表示之间本身就不协调。它对不同地形采用一律平等的规则格网，不利于表示复杂地形。由于受观测手段所限，或专业要求，在实际中获取的数据常不是规则格网数据，大多为不规则的离散数据。如地震观测中观测的地层结构数据，水利中观测的地下水资源数据等。二、
7、不规则三角网(TIN) (TriangulatedIrregularNetwork)不规则三角网（TIN）模型通过不规则分布的数据点，生成连续的三角形面来逼近地面的地形表面。三角形面的形状和大小取决于不规则分布的观测点数据的位置和密度。TIN将区域内有限的点集，连成相互连续的三角面，使离散点为三角面的顶点。1、不规则三角网表示不规则三角网模型是一种三维空间的分段线性模型，其数据格式在概念上类似二维数据结构中带拓扑结构的矢量数据结构，只是TIN模型中不定义岛和洞的拓扑关系建立。不规则三角网（TIN）模型把不规则分布的数据点，按优化组合的方法，生成连
8、续的三角形面来逼近地面的地形表面。使每个离散点为三角面的顶点。即TIN将区域内有限的点集划分为相连的三角面网。2、模型的表示不规则三角网
