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1、1,王崇倡辽宁工程技术大学Liaoning Technical University二八年七月,DEM模型,2,主要内容,4.DEM的表示方法,2.DEM定义,5.DEM的应用,6.内容总结,1.地形表达方式的回顾,3.DEM的分类,3,1 地形表达方式的回顾,*绘图,*地形图,*摄影-影像,这些方法的主要缺点是什么？,如何表达地形？,4,地形表达,DEM,是否有更好的表示方法呢？,5,2 DEM定义,3)DEM 研究的内容,1)DEM定义,2)DEM 表示地形的优点,6,1)DEM定义,7,1)DEM定义,区别:DEM表示地貌，DTM不仅表示地貌也表示地物。DEM是DTM的子集,DEM定义在
2、x,y域离散点（规则或不规则）上以高程表达地表起伏形态的数字集合。-（测绘学名词 全国科学技术名词审定委员会 科学出版社 2002年第二版）,DTM 表示地面起伏形态和地表景观的一系列离散点或规则点的坐标数值集合的总称-（测绘学名词 全国科学技术名词审定委员会 科学出版社 2002年第二版）,Digital elevation model,Digital terrain model,=,8,2)DEM 表示地形的优点,精度的恒定性,表达的多样性,尺度的综合性,更新的实时性,9,3)DEM 研究的内容,地形数据采样,地形建模与内插,数据组织与管理,地形分析与行业应用,DEM可视化,不确定性分析和
3、表达,10,3 数字高程模型的分类,1）根据大小和覆盖范围分类 a.局部的DEM：建立局部的模型往往源于这样的前提，即待模拟的区域非常复杂，只能对一个局部的范围进行处理。b.全局的DEM：全局性的模型一般包含大量的数据并覆盖一个很大的区域，并且该区域通常具有简单、规则的地形特征。或者为了一些特殊的目的只需要使用地形表面最一般的信息。2）根据模型的连续性分类,a.不连续的DEM：每一个观测点的高程都代表了其邻域范围内的值，基于这样的观点，任何内插的点的高程都可以利用最邻近的参考点近似。如左图所示（正方形分布数据）。,11,b.连续的DEM：每个数据点代表的只是连续表面上的一个采样值，而表面的一阶
4、导数可以是连续的也可以是不连续的。,c.光滑的DEM：光滑DEM指的是一阶导数或更高阶导数连续的表面，通常是在区域或全局的尺度上实现。创建这种模型一般基于以下假设：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化要平滑得多。,12,3）按结构分类,13,4.DEM的表示方法,据邬伦等，2001年,z=f(x,y),14,1)线模式,等高线*一个有序的坐标点序列*带有高程值属性的简单多边形或多边形弧段。*数据表达的局部性*任意点高程获得须插值。,15,2）DEM的点模式表示-高程矩阵,表示方法：将区域划分成网格，记录每个网格的高程；,优点：数据结构简单 计算机处理方便,
5、缺点：平坦地区-数据冗余；格网固定-无法表达复杂地形；地表表达不连续。,16,2）DEM的点模式表示-GRID,离散数据点,内插,规则矩形格网(GRID),17,2）DEM的点模式表示,缺点：地形简单-大量冗余数据；地形复杂-不能精确表示地形的关键特征,优点：数据结构简单 计算机处理方便,18,2）DEM的点模式表示-TIN,保证最邻近的点构成三角形 TIN是惟一的；力求最佳的三角形几何形状；,?,什么样的三角网符合地形表达的要求,19,2）DEM的点模式表示-TIN,Delaunay三角网是唯一的；三角网的外边界构成了点集P的凸多边形“外壳”；空圆特性 形成的三角形网总是具有最优的形状特征,
6、Delaunay三角网,20,2）DEM的点模式表示-TIN,任意点高程获取 顶点上-其高程与顶点相同；在线上-两个顶点线性插值得到；三角形-由三个顶点插值得到。,TIN的优点和缺点 优点：可变的分辨率 顾及地表特征 利用随机点数据，精度高 缺点：数据存储与操作复杂,21,5 DEM的应用,DEM主要产品：等高线图坡度图坡向图通视图断面图水文分析晕渲图三维立体图,问题：DEM可以应用在那些行业 或领域？,1）国家地理信息的基础数据；2）工程建设与规划设计（城市规划、土木工程、景观建筑与矿山工程、交通路线的规划与大坝选址）；3）军事应用（虚拟战场等）；4）地形分析（坡度图、坡向图、剖面图、辅助地貌分析、估计侵蚀和径流等）5）与GIS联合进行空间分析（作为背景叠加各种专题信息如土壤、土地利用及植被覆盖数据等，以进行显示与分析）；6）虚拟现实(Virtual Reality)；,22,6.总结,（1）总结 理解掌握DEM概念 理解掌握DEM的点表示（GRID和TIN）了解DEM研究内容-（2）课后思考问题 DEM是用来解决什么问题？通过什么形式表达？请设计GRID格式的DEM数据结构.,
