《DTM的原理与应用》PPT课件

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1、DTM的原理与应用本章主要内容DTM的概念数据的获取DTM的数据结构DTM的建立DTM的应用数字地面模型DTM的原理与应用DTM的概念本世纪五十年代，英国麻省理工学院摄影测量实验室主任C.L.Miller首次将计算机与摄影测量技术结合在一起，比较成功地解决了道路工程地的计算机辅助设计问题，同时提出一个概念：数字地面模型（DTM)-DigitalTerrainModels，其在测绘、农林、规划、土木水利工程、地学分析、地理信息系统得到广泛应用。DTM的原理与应用概念数字地面模型(DigitalTerrainModel,缩写为DTM)是对地形起伏形态的数字表达，

2、代表着地形特征的空间分布，它由对地形表面取样所得到的，并按一定结构组织在一起的一组点的平面位置和高程数据以及一套对地面进行连续表示的算法所组成。由于地形起伏形态通常是用高程来表示的，所以DTM也常称为数字高程模型（DEM)。DTM的原理与应用DTM的核心是地形表面特征占的三维坐标数据和一套对地表提供连续描述的算法。Z=f(x,y)它表示了相关区域内平面坐标（x,y)与高程Z之间的映射关系。与DTM密切相关的学科和技术GIS:DTM是其中核心部分的实体测绘学:DTM的数据来源；应用数学:内插DTM的理论基础以及分析计算机科学DTM的原理与应用建立DTM数据的获

3、取获取数据是建立DTM的第一道工序，也是最关键的工序，其重要性作几点说明：无论采用哪种数据源，无论采用哪种数据采集方法，采集数据的工作量都占建立DTM总工作量的绝大部分，而且要求作业人员高度集中注意力，进行持续、单调、重复的操作劳动。DTM的原理与应用庞大的工作量和紧张的劳动强度使得原始数据采集的劳务费占建立DTM费用的绝大部分。在建立DTM的各道工序中，唯有数据采集的工效和精度与选数据源类型以及作业部门是否配置专用仪器有关。DTM的精度在很多程度上取决于原始数据点集的密度和分布方式。DEM的数据获取DEM数据的获取主要有三种方法：（1）野外实地直接测量得到

4、；（2）利用摄影测量方法获取；（3）从地形图中采集。现实世界野外直接测量摄影测量与遥感现有地形图全站仪GPS传感器地面影像数字摄影测量工作站数字化仪扫描仪数字地图图像要素识别与提取数字地理信息数字地理信息的获取方法与途径野外实地直接测量获取DEM数据该方法适用于大比例尺、精度要求高、采集面积范围较小的DEM数据获取。主要仪器是全站仪以及具有相应接口的便携机或微机。其基本过程是利用测量学原理，利用上述野外测量仪器和设备测定控制点和野外实地直接测量获取DEM数据采样点的空间位置，为了确保地形数据的精度，总是选择地形特征点、线进行采样，以数字形式将其记录和存贮在计

5、算机中。该方法的优点是可以获取高精度的DEM数据。其缺点是劳动强度较大、效率较低，仅适用于小范围面积内作业。野外实测获取数字高程模型原始数据◆仪器:●经纬仪+PC1500+标尺●全站式电子速测仪◆方法选用沿地性线或等高线量取地貌特征点的采点方式.DTM的原理与应用利用摄影测量方法获取DEM数据该方法以航空、航天摄影的得到立体像对作为数据源，根据摄影测量的基本原理，在解析测图仪或数字摄影测量系统上经过内定向、相对定向和绝对定向等过程，采用自动或半自动方式，按一定的间距，采样出DEM数据。DTM的原理与应用利用摄影测量方法获取DEM数据该方法的缺点是数据源（立体

6、像对）获取的成本较高、采集作业要求具备专业的仪器设备（主要是解析测图仪或数字摄影测量系统）和训练有素的摄影测量专业技术人员。DTM的原理与应用以地图为数据源的DEM数据获取方法从地图上获取DEM是目前应用最广泛的一种方法。这是因为采用这种方法所需的原始数据源（地图）容易获取，对采集作业所需的仪器设备和作业人员的要求不太高，采集速度也比较快，易于进行大批量作业。对于测绘部门，还可以利用分版图，分版采集各类要素，提高作业效率。DTM的原理与应用建立DTM的其他数据源各种专题地图作为数据源以统计报表和行政区域地图为数据源用航天遥感立体像对获取DEMINSAR(干涉

7、合成孔径雷达）获取DEM.激光扫描测高仪等DTM的原理与应用DTM数据采集的原则：数据采集的主要问题是采集的密度和采点选择。采集的密度越高，DTM的精度越高。所谓DTM的精度就是DTM数据表达地形特征的精确程度。但是，随着采点密度的增高，采集的工作量和数据处理的量也会随着增加，而且数据的冗余量也增加。DTM数据采集的原则与选点密度相关的就是选点的问题。地形特征点在表达地形特征的意义上是不完全相同的，一个点对构成地貌形态贡献的大小，表现在它的不可被置换的程度上：一个点的高程值若能为周围点精确的派生，该点就失去存在的价值，可以不采；一个点的高程值与其周围求得曲面

8、拟合值不一致，其差值越大，对构造地貌形态得贡献越大，