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1、数字高程模型复习题数字高程模型复习题 1、什么是数字高程模型，它有什么特点？ 广义：地形表面形态的数字化表达，狭义：有限的离散高程采样数据对地表形态的数字化模拟 1）精度的恒定性;2）表达的多样性;3）更新的实时性;4）尺度的综合性。 2、简述数字高程模型的主要研究内容。 1)地形数据采样;2)地形建模与内插;3)数据组织与管理;4)地形分析与地学应用;5）DEM可视化;6)不确定分析和表达。 3、试分析数字高程模型数据源及其特点。 DEM数据源及其特点：1）地形图.主要通过等高线来表达地物高度和地形起伏。由于地形图数据覆盖范围广、比例尺系列齐全、获取较为经济等特点成为目前DEM的主要数据源。
2、但目前地形图存在以下3大问题：地形图现势性、地形图存储介质、地形图精度。2）摄影测量/遥感影像数据.遥感影像更新速度快可达到实时性要求，精度高，范围大，应注意解决以下4个问题：遥感影像的几何畸变、遥感数据的增强处理、遥感影像数据的空间分辨率、遥感影像数据的解译和判读。3）地面测量数据.获取的数据精度高，但其工作量大，周期长、效率低、更新困难，费用较高，一般不适合大规模的数据采集。4）既有DEM数据.在应用时要考虑自身的研究目的以及DEM分辨率、存储格式、数据精度和可信度等因素。2、简述数字高程模型数据采样中的基本布点方式及采样数据的属性。 4、目前主流的DEM数据采集方法有哪些？并对各方法进行
3、对比分析。 地形图数据采集方法、摄影测量数据采集方法、野外测量数据采集方法 1）野外测量数据采集方法 全站仪数字采集、GPS采集(RTK方式)；精度非常高(cm)、效率低、成本高、适用于小范围区域 2）地形图数据采集方法 精度与底图有关(图上0.10.3mm)、效率高、成本低、适用于国家范围内的中低精度DEM的数据采集 3）摄影测量数据采集方法 精度比较高(cmdm)、效率高、成本比较高、适用于国家范围内的较高精度DEM的数据采集 5、DEM数据获取中的新技术和方法有哪些？ 合成孔径雷达干涉测量数据采集方法、机载激光扫描数据采集、基于声波、超声波的DEM数据采集 6、试述基于数字摄影测量的DE
4、M数据采集方法的生产工艺流程。 7、简述GRID的结构特点与数据组织形式。 1）基本数据结构 数据头角点坐标、格网间距、行列数、坐标系统、高程基准、无数据区值、高程放大系数、高程平移系数、最小高程、最大高程、数据存储类型、方位角 数据体按行列顺序排列的格网点高程阵列 2）数据压缩 二进制存储 高程放大系数、高程平移系数 数字图象压缩算法 3）DEM金字塔 8、如何对GRID数据进行压缩？ 1）行程编码结构：对于一幅DEM，常常在行或列方向上相邻若干个具有相同的高程值，因而从第一列开始在格网单元数值发生变化时该值以及重复个数。 2）块状编码结构：采用方形区域作为记录单元，每个记录单元的初始值、格
5、网单元高程值和方形区域半径所组成的单元组。 3）四叉树数据结构：首先把一个图幅等分成四个部分，逐块检查起栅格值若每个子区所有的栅格都含有相同值时，该块不在往下分，否则，该去在分成四个区域，如此递归下去，直到子区都含有相同值为止 9、简述TIN的存储结构和特点。 在TIN模型中的基本元素有三角形顶点、边和面 基本元素间的拓扑关系：存在点与线、点与面、线与面、面与面的拓扑关系 基本数据结构：三角形顶点莪的坐标文件和组成三角形三顶点文件 10、试对比分析GRID和TIN的优缺点。 数据结构 顾及地表几何特征 分辨率 保凸性 逼真性 光滑性 表面分析能力 适用范围 GRID 光栅数据结构 简单、易于维
6、护更新 否 固定分辨率；采样点按规则格网分布，地形简单地区采样点数据冗余，地形复杂地区采样点密度不足 差 较好 较好 充分利用数字图象处理与分析技术，强 反映大范围宏观地表形态，适用于国家基本比例尺DEM建库及基于DEM的科学分析与研究 TIN 拓扑矢量数据结构 复杂、维护更新困难 是 可变分辨率；可根据地形复杂程度灵活布置采样点 优 优 差 较差 建立小范围高精度数字表面，适用于细部三维景观再现和工程应用 11、简述GRID建立的基本思路和核心内容？ 基本思路：首先对研究区域在平面坐标域上进行格网划分；然后利用地形采样点内插计算出各格网点的高程，生成以GRID数据结构形式存储的高程数据集；最
7、终建立用于表达研究区域地表形态的连续数字表面 核心问题：DEM内插(内插数学模型的选择、邻域范围的确定) 12、生成GRID的主要方法有哪些？与DEM数据采集方法、采样策略和采样数据分布间存在哪些联系？ 1）基于规则格网分布采样点的GRID建立：最近邻域法、双线性内插、双三次曲面内插、二元样条函数内插 2）基于不规则分布采样点的GRID建立：整体内插、逐点内插法、间接法、线性内插、双二次曲面内插 3）基于等高线分布采样点的GRID建立 4）等高线直接内插法：等高线离散化法、等高线构TIN法 13、DEM表面建模中常用的函数模型有哪些？各适用于哪种类型的表面模型？ 线性内插：连续而不光滑、双线性
8、内插：局部光滑连续，整体不光滑、三次样条函数线性内插、双线性内插、三次样条函数是适合规则分布采样点的内插函数。 14、试述基于不规则分布采样点的移动曲面拟合法建立GRID的基本思路？ 建立局部坐标：对DEM每一个格网点，将坐标原点移至该DEM待定点PXi=Xi-XpYi=Yi-Yp 选取邻近数据点：数据点到待定点P的距离小于R时被选用di=Xi2+Yi2R 列出误差方程式：选择二次曲面作为拟合曲面Z=Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F 误差方程式vi=Xi2A+XiYiB+Yi2C+XiD+YiE+F-Z 由n个数据点列出的误差方程为V=MX-Z i-2R-di21k2计算每一数据点的权p
9、i=2 pi= pi=e didid法化求解X=(MPM)MPZ 15、试述基于不规则分布采样点的反距离权法建立GRID的基本思路？ 16、试述基于等高线分布采样数据间接法建立GRID的基本思路 ？ T-1T答：首先对研究区域在平面坐标域上进行格网划分；然后利用地形采样点内插计算出各格网点的高程，生成以GRID数据结构形式存储的高程数据集；最终建立用于表达研究区域地表形态的连续数字表面 17、简述构TIN的基本思路和核心内容？ 构TIN的核心问题:三角剖分、数据组织 18、简述狄洛尼法则的三种不同表达方式及DT三角网的特性？ 答：狄洛尼法则的三种不同表达方式：1）标准狄洛尼三角网；2）空圆法则
10、；3）带约束条件的狄洛尼法则 DT三角网的特性：保证 TIN的唯一性、最大限度避免狭长三角形 19、带约束条件的狄洛尼法则和LOP是如何定义的？ 答：带约束条件的狄洛尼法则：三角形外接圆内不包含任何其他点，其三个顶点相互通视 带约束条件的LOP：必须满足带约束条件的狄洛尼法则，且由两个相邻三角形组成的凸四边形的局部最佳对角线才能被选取 20、试述DT三角网的主要生成算法及基本思路？ 21、试述两步法构建CDT的基本思路？ CDT的二步生成算法a、忽略约束条件生成DT b、逐条插入约束边并通过LOP调整影响区域中的所有三角形 22、DEM的可视化表达形式有哪些？ 等高线法、分层设色法、半色调符号
11、表示法、地貌晕渲法、光照模型 23、试述DEM三维可视化的基本流程？ 24、试述由GRID内插生成数字等高线的过程？ 内插等高点，追踪等高线，注记等高线，光滑等高线并输出。 25、什么是坡度(坡向)？在GRID 中是如何求算它的？ 坡度：过该点的切平面与水平地面的夹角 坡度=Hx2H+y2基于DEM的坡度提取通常在3X3的栅格分析窗口中，采用几何平面来拟合。早3X3窗口中，如果中心格网是NO DATE数据,则次格网的坡度值也是NO DATE数据，如果相邻的任何格网是NO DATE数据,他们呗赋予中心格网的值在计算坡度值。 坡向：地表面上一点的切平面的法线矢量n在水平面的投影nxoy与过该点的正方向的夹角。 H坡向=arctanyHx26、GRID 中是如何求算表面积和体积的？ 27、试述D8算法提取山谷线的基本流程 按照流水从高至低的自然规律，顺序计算每一栅格点上的汇水量，然后按汇水量单调增加的顺序，由高到低找出区域中的每一条汇水线。根据得到的汇水线，通过计算找出各自汇水区域的边界线，就得到了分水线。 28、谈谈你对DEM应用与分析的认识 高程查询2）生成等高线3）生成纵断面图4）可视性分析5）表面积、体积量算6）坡度查询 7）生成数字坡度模型8）生成数字光照模型9）水文分析
