左栏右栏 欢迎您：游客！请先登录或注册 ?风格 恢复默认设置 | ?展区 文件集浏览 图片集浏览 Flash浏览 音乐集浏览 电影集浏览 | 搜索 | 帮助 | 回到网站 | 数字排水论坛→ 数字排水技术探讨→ 专业论文→ 数字高程模型（DEM）的构建及其在城市规划中的应用 新的主题投票帖交易帖小 下一主题>><< 上一主题 共有1410人关注过本帖树形打印 主题：数字高程模型（DEM）的构建及其在城市规划中的应用 小大 1楼个性首页| 博客| 信息| 搜索| 邮箱| 主页| UC wxd
加好 友 发短信 等级：版 主 帖 子：110 积分：9 43 威 望：0 精华：1 注册：2 008-7-1 0 12:1 7:54 数字高程模型（DEM ）的构建及其在城市规划中的应用 Post By ：2008-7-30 17:35:31 数字高程模型（DEM ）的构建及其在城市规划中的应用 吕春英 佟庆远 李王锋 赵冬泉 摘要：数字高程模型（Digital Elevation Model ，简称DEM ）是指一定区域范围内规则格网点的平面坐标及其高程的数据集或者是经纬度和海拔高度的数据集。目前，DEM 广泛应用于城市规划和设计领域。本文就城市规划研究中涉及的数字高程模型（DEM ）的数据采集方式和常用生成方法进行了分析，并通过具体规划实例探讨其在城市规划中的应用。 关键词：DEM ，城市规划 1 引言 数字地形模型（Digital Terrain Model ，简称DTM ）是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字 描述。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（DEM ）[1]。 DEM 通常用地表规则格网单元构成的高程矩阵表示，广义的DEM 还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。 DEM 数据包含了丰富的地形、地貌、水文信息，它能够直观展现一个地区的地形、地貌特征，通过DEM 可以提取大量的地表形态信息，如坡度、坡向、水系等等，因此DEM 常被用于各种地形特征的定量分析和三维立体等专题图的绘制。目前，DEM 数据已成为城市规划的重要基础数据，借助各种GIS 软件，对DEM 数据进行分析和三维显示，能够更好的辅助城市规划。本文通过大量案例分析，展示了DEM 在城市规划中的应用。 2 DEM 的生成方法
1、数字高程模型：它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型（简称DTM)的一个分支，是表示区域D上的三维向量有限序列。 2、DTM：数字地形模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。 3、TIN：不规则三角网，通过从不规则分布的数据点生成的连续三角面来逼近地形表面。 4、测绘4D产品（即DLG数字线划图、DRG数字栅格影像、DEM、DOM数字正射影像）： DLG：现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。数字线划图既包括空间信息也包括属性信息。DRG：数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数字化产品。DEM：数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字集合。DOM：数字正射影像利用航空相片、遥感影像，经象元纠正，按图幅范围裁切生成的影像。 5、连续不光滑DEM：指每个数据点代表的只是连续表面上的一个采样值，而表面的一阶导数或更高阶导数不连续的情况。 6、数字地貌模型：是地貌形体及其空间组合的数字形式，是一维、二维、三维、四维空间地貌的可视描述和模拟。 7、DEM误差：DEM高程值与真实值的差异 9、插值：根据不同数据集的不同方式，DEM建模可以使用一个或多个数学函数对地表进行表示。根据若干相邻参考点的高程求出待定点上的高程值。（内插） 14、不规则镶嵌数据模型：用相互关联的不规则形状与边界的小面块集合来逼近不规则分布的地形表面 15、行程编码结构：对于一幅栅格图像，常常有行或列方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容，即只在各行或列数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数，从而实现压缩 16、细节层次模型：对同一个区域或区域中的局部使用具有不同细节的描述方法得到的一组模型。 17、DEM元数据：描述DEM一般特征的数据，如名称、边界、测量单位、投影参数等。 18、数字高程模型的主要研究内容 （1）地形数据采集，地形高程数据获取是数字高程的首要环节。地形高程数据的分布、密度和精度对数字高程模型的质量有着非常重要的影响，数据采样策略、高精度快速数据采样技术等一直是DEM数据采样的主要研究内容之一。 （2）地形建模与内插，DEM是对地形表面的数字化表示，实际上是一种数学建模过程，如果需要该数学表面上其他位置处的高程值，可应用内插方法来进行处理。高度逼真、多尺度地形建模技术和快速高效的内插算法是数字高程模型永恒的主题。 （3）数据组织与管理，DEM是按一定结构组织在一起的地形数据，数据结构的好坏直接影响DEM 对地形的重建精度。地形表面具有多尺度特征，多尺度地形的表达与组织是DEM面临的主要课题之一。 （4）地形分析与地学应用，主要包括两个部分，即基本应用和地形分析应用，基本应用主要是在DEM上实现等高线地形图上的地形分析功能，如高程内插，坡度坡向计算，土方计算，地形结构识别等；地学分析应用与具体学科相联系，主要研究基于DEM的地学模型，地学过程模拟等内容。 （5）DEM可视化，实现以多种方式如等高线，晕渲图，线框透视，动画等在不同层面上对地形进行表达，观察和浏览。 （6）不确定性分析和表达，数字高程模型的精度对DEM的生产者和使用者都有重要的意义。DEM 精度研究包括DEM数据源精度、数据内插精度、数据模型精度、各种误差在DEM数据操作过程中的传播问题以及DEM数据生产中的质量控制策略等。
论文题目ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取研究姓名 所在学院 专业班级 学号109042010006 指导老师 二○一三年一月四日
数字高程模型10GIS姜婷109042010006 ArcGIS环境下基于DEM的水文特征提取研究 ——以闽江流域建溪水系为例 姜婷 （福建师范大学地理科学学院，福建省福州市350108） 摘要：选择闽江流域建溪水系为研究对象,以数字高程模型DEM(Digit Elevation Models)为基础,利用ArcGIS软件的水文分析工具从DEM数据中提取研究区域的流域水文特征的详细过程。主要包括:DEM的生成和预处理、水流方向的确定、水流累积量提取、河网的提取和子流域的划分。结果表明，利用该方法提取的河网与利用手工方法提取的河网基本一致，从而证明该方法具有较高的精度。 关键词：数字高程模型；水文特征；ArcGIS；提取；建溪水系 21世纪以来水资源危机日益突出，水文模型已经成为目前国内外水文学研究的热门课题。随着“3S”技术的发展，为水文科学注入了新的血液。目前水文模拟技术趋向于将水文模型同GIS 与RS集成，以便充分利用GIS在数据管理、空间分析及可视性方面的功能。数字高程模型DEM (Digital ElevationModel)是用一组有序数值阵列形式表示地面点的平面坐标(x,y)和高程z的一种实体地面模型。它包含了大量的地理信息,是构成GIS的基础数据，其用途十分广泛,利用DEM可以提取流域的许多重要水文特征参数，如坡度、坡向、水沙运移方向、汇流网络、流域界线等。目前,利用DEM进行流域分析的工具很多,ArcGIS的水文分析模块(Hydro logymodel)是美国环境系统研究所公司(ESRI)为ArcGIS推出的一个水文分析模块,主要用于地形和河流网系的提取和分析,实现地形模型可视化,其强大的流域特征分析功能可以满足各种流域DEM处理的需要。 1流域概况 建溪是闽江上游三大溪中最大的溪流，是一个树枝状水系。水系源头在武夷山脉和仙霞岭余脉，南平以上流域面积16396平方公里，占闽江流域的27%。河系贯通崇安、建阳、浦城、松溪、政和、建瓯、南平七个县市。河流总长635.6公里，流域内有大小溪流120多条。流域内气候温和湿润，处于高雨区，年平均降雨量1800～2200毫米。建溪的年均流量每秒521立方米，年径流量164亿立方米，约占闽江总流量的1/3。流域内山区海拔差异明显,因而该水系具有河流比降大、源短流急、易发洪水等特点。本文基于该流域的数字高程提取流域水文信息为不同尺度的水文模型提供参数,并可满足各种水文模拟的应用需求。 2基于DEM的流域水文信息提取 流域水文信息是进行水文模拟的必要信息，提取流域信息也是构建现代化水文模型、进行水文模拟以及其他相关研究的前提。作为研究水文模型和水文状态变量空间分布的基础数据,DEM 的一个重要用途就是提取地貌指数。本文采用ArcGIS中的水文分析模块进行流域水文信息的提取。流域水文特征提取的主要过程包括：DEM 的生成和预处理、水流方向的确定、汇流累积量的计算、河网的提取和子流域的划分。 2.1DEM数据的来源和预处理 本文的栅格DEM数据采用国际科学数据服务平台（https://www.doczj.com/doc/ad5880479.html,/index.jsp）提供的SRTM90米空间分辨率基础高程的数据。根据闽江流域建溪水系的经纬度坐标,确定出该数据的列号为60行号为7。 首先利用ArcGIS软件切出建溪流域所在区域的DEM，其中包括崇安、建阳、浦城、松溪、政和、建瓯、南平七个县市，从而生成本实验所需的DEM数据，见图1。
DEM重点整理 第一章概述 1. 模型：指用来表现其他事物的一个对象或概念，是按比例缩减并 转变到我们能够理解的形式的事物本体。 2. 数字地面模型含义的扩展：测绘学家心目中的数字地面模型是新一代的地形图，地貌和地物不再用直观的等高线和图例符号在纸上表达，而且通过储存在磁性介质中的大量密集的地面点的空间坐标和地形属性编码，以数字的形式描述。 3. 数字高程模型的概念：数字高程模型简称DEM。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。 4. 数字高程模型的含义：DEM是DTM中最基本的部分，它是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达。 5. 数字地面模型的特点： （1）易以多种形式显示地形信息； （2）精度不会损失； （3）容易实现自动化、实时化； （4）具有多比例尺特性。 6. 数字高程模型的应用范畴：见课本10页 第二章数字高程模型的采样理论 1.采样的理论背景：推而广之，采样定理同样适用于决定相邻剖面
之间的采样间隔，从而得以获取由DEM所表示的地形表面的足够信息。反之，如果地形剖面的采样间隔是Dx，那么波长小于2Dx 的地形信息将完全损失。 2.数据采样策略：（1）沿等高线采样（2）规则格网采样 （3）剖面法（4）渐进采样（5）选择性采样 （6）混合采样 3. 数字高程模型源数据的三大属性：数据的分布、数据密度、数据精度。 密度是采样数据的另一属性，可以由几种方式指定，如相邻两点之间的距离、单元面积内的点数、截止频率等。 第三章数字高程模型的数据获取方法 1. 获取数字高程模型的数据的方法有哪些？ （1）摄影测量数据采集方法； （2）利用合成孔径雷达干涉测量采集数据方法； （3）机载激光扫描数据采集方法； （4）从地形图采集数据的方法； （5）从地面直接采集数据的方法。 2. 目前主要的机载扫描系统的飞行高度在20m到6000m之间（但典型的应用是200m到300m），高程精度从10cm到60cm，平面精度从1mm到3cm。一套完整的系统价格一般在70-130万美元左右。 3. 数字高程模型各种数据源对比：（1）野外测量的观测数据精度是
第八章GIS空间分析导论 第一节空间数据 一、空间数据的基本概念及内容 地理信息系统能够飞速发展和广泛应用，主要原因就是其具有管理空间数据，并利用空间数据进行空间分析，为各行各业服务的能力。空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。 空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、磁带机或其它通讯系统输入GIS。 在GIS中，空间数据主要包括： 1、空间实体的位置 即在某一个已知坐标系中的几何坐标，标识了地理现象在自然界或某个地图区域的空间位置，如经纬度、平面直角坐标、极坐标等。 对空间实体的位置进行描述，必须对其进行抽象表示。一般来说，在二维分析空间，根据分析问题的尺度，我们把自然界中的物体抽象为点、线、面三种，在三维分析空间，则区分为点、线、面、体四种。 2、空间实体的关系 实体之间的关系通常包括：①度量关系，如两个实体之间距离的远近；②延伸关系（或方位关系），定义了两个实体之间的方位；③拓扑关系，定义了两个实体之间的关联、邻接、包含关系。 3、空间实体的非几何属性 一般简称属性，是指与地理实体相关联的地理变量或地理意义。属性分为定性和定量两种，定性数据包括名称、类型、特性等，如地貌类型、土地利用类型、行政区划等，定量数据包括数量、级别等，如土地面积、道路长度、人口数量、高程等；非几何属性一般是经过抽象、概括，通过分类、量算、统计得到。地理信息系统中的分析、检索大部分都是通过对属性的操作运算实现的，因此，属性数据的分类系统、量算指标、准确性对系统功能的实现有较大的影响。 4、空间实体的时间特征 指现象或空间实体随时间的变化。空间实体的位置数据和属性数据相对于时间来说，常常呈相互独立的变化，即在不同的时间，空间位置不变，但是属性特征可能已经发生变化，或者相反。 二、空间数据的表示 空间数据的表示，就是指将以图形模拟的空间物体表示成计算机能够接受的数字形式。计算机对上述空间数据内容的描述，主要的差别体现在对空间数据位置及其关系的表达，对非几何属性的记录，一般都用关系表的形式或指针来完成。
1.什么是DEM，DEM的特点 DEM定义： 简单来讲，DEM是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，或者说是地形表面形态的数字化表示。 ①从狭义角度定义：DEM是区域地表面海拔的数字化表达。 ②从广义角度定义：DEM四地理空间中地理对象表面海拔的数字化表达。 ③数字定义：区域的采样点或内插点按某种规则连接成的面片的集合。 DEM特点： ①精度的恒定性DEM采用数字媒介，从而能保持原有精度，另外通过DEM进行生产，输出图件的精度可得到控制。 ②表达的多样性可产生多种比例尺的地形图、剖面图、立体图、明暗等高线图；通过纹理映射、与遥感影像数据叠加，还可逼真的再现三维地形景观。 ③更新的实时性DEM由于是数字的，增加或修改的信息只在局部进行，并且由计算机自动完成，可保证地图信息的实时性。 ④尺度的综合性较大比例尺、较高分辨率的DEM自动覆盖较小比例尺、较低分辨率的DEM所包含的内容。 2.DEM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 ⑤DEM可视化 ⑥不确定性分析和表达 3.格网DEM结构特点和数据组织形式 ①基本数据结构 数据头——定义DEM西南角起点坐标、坐标类型、格网间距、行列数、最底高程以及高程方法系数等内容 数据体——按行或列分布记录的高程数字阵列 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 ③DEM金字塔
4.DEM组成部分，简述每部分的内容。 ①DEM建立 地形高程数据通过地形图数字化、影像数据、野外（地面测量）等方式获取。 实现地形表面的重建，主要的地形表达有三类：数学描述、图形表达、图像表达。 ②DEM操作：DEM操作内容包括编辑处理、滤波、合并、拼接、叠加以及不同格式DEM 之间的相互转换。 ③DEM分析：基本地形信息主要包括坡度、坡向、地表粗糙度、地形起伏度、剖面曲率、平面曲率等地形描述因子；复杂地形分析包括可视区域分析、地形特征提取、水系特征分析等。 ④DEM可视化 从内容上讲，DEM可视化包括二维和三维地形可视化。 从技术角度，地形可视化有静态可视化和交互是动态可视化两种。 ⑤DEM应用 高程内插、拟合曲面内插、剖面线计算、等高线内插、可视区域分析、面积体积计算、坡度坡向曲率计算、晕渲图 5.对比分析格网DEM和TIN优缺点 规则格网DEM 不规则三角网TIN 优点：简单的数据存储结构 与遥感影像数据的相合性 良好的表面分析功能优点：较少的点可获取较高的精度可变分辨率 良好的拓扑结构 缺点：计算效率较低 数据同于 格网结构规则缺点：表面分析能力较差 构建比较费时 算法设计比较复杂
《摄影测量学》7数字高程模型及其应用 常用的地貌表示方法 常用的地貌表示方法 等高线图 第七章数字高程模型及其应用 §7-1 概述 数字地面模型的发展过程 1956年由Miller教授提出概念 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究 80年代以后,对DTM的研究已涉及到DTM系统的 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的粗差探测、质量控制、 数据压缩、DTM应用以及不规则三角网的建立与 应用数字地面模型DTM的概念 数字地面模型DTM(Digital Elevation Model):是地形表面形 态等多种信息的一个数字表示. DTM是定义在某一区域D上的m 维向量有限序列: V ,i1,2,…,n
i 其向量V (V ,V ,…,V )的分量为地形X,Y,Z i i1 i2 in i i i ((X,Y)∈ D)、资源、环境、土地利用、人口分布等多种 i i 信息的定量或定性描述。 数字高程模型DEM的概念 数字高程模型DEM(Digital Elevation Model):是表示区域D 上地形的三维向量有限序列 {Vi(Xi,Yi,Zi),i1,2,…n} 其中(Xi,Yi)∈D是平面坐标,Zi是(Xi,Yi)对应的高程DEM是DTM的一个子集,是对地球表面地形地貌的一种离散 的数字表达,是DTM的地形分量。地面信息的不同表达方 地形图:优点:直观,便于人工使用 缺点:计算机不能直接利用,不能满足自动化要求,管理不 DTM:地表信息的数字表达形 优点:直接输入计算机,计算机辅助设计,便于修改、更新、 管理,便于转换成其它形式的产品 数字高程模型DEM 表示形式 规则矩形格网(Grid 利用一系列在X,Y方向上等间 隔排列的地形点的高程Z表示地
1、什么是数字高程模型，它有什么特点？答：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特点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。答：1)地形数据采集；2)数据组织与地表建模，主要分为不规则格网DEM(TIN)和规则格网DEM (GRID)；3)精度分析与质量控制；4)可视化表达；5)应用与分析 3、试分析数字高程模型数据源及其特点 1)地面本身通过气压测高法、航空和测高仪等可获得精度要求不高的高程数据，以用于大范围高程要求不高的科学研究2)既有模拟/数字地形图a地形图现势性：纸质地形图制作工艺复杂、更新周期长，一般不能反映局部地形地貌的变化情况。b地形图存储介质：多为纸质存储介质导致地形图幅不同程度的变形。c地形图精度：不同的精度对应的等高线等高距、对地形的综合程度、成图方法各不同。3)航空/航天遥感影象航空/航天遥感影象的更新速度快，一直是地形图测绘和更新最有效、也是最主要的手段特点：遥感的几何畸变；遥感数据的增强处理；遥感数据的空间分辨率；遥感影像数据的解译与判读4)既有DEM数据4、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。 基本布点方式：选择性采样、沿等高线采样、剖面法、规则格网采样、渐近采样、混合采样采样数据的三大属性：点的分布、密度、数据精度 5、目前主流的DEM数据采集方法有哪些？并对各方法进行对比分析。 1）从地面直接采集的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（特别是工程应用）2）地形图数据采集方法精度与底图有关(图上0.1~0.3mm)、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(cm~dm)、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 6、DEM数据获取中的新技术和方法有哪些？答：1)合成孔径雷达干涉测量数据采集方法； 2）机载激光扫描数据采集；3）基于声波、超声波的DEM数据采集 7、简述GRID的结构特点与数据组织形式。 答：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a二进制存储b高程放大系数、高程平移系数c数字图象压缩算法3）DEM金字塔 8、如何GRID数据进行压缩？答：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（行号、列号）、格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。答：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：三角形顶点坐标文件和组成三角形三顶点文件 10、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。
数字高程模型(DEM)的概念 最近恶补了一下DEM数据，在此分享给大家，希望对大家有所帮助！ 数字高程模型(DEM)的概念 数字高程模型(DEM)，也称数字地形模型(DTM)，是一种对空间起伏变化的连续表示方法。由于DTM 隐含有地形景观的意思，所以，常用DEM，以单纯表示高程。尽管DEM 是为了模拟地面起伏而开始发展起来的，但也可以用于模拟其它二维表面的连续高度变化，如气温、降水量等。对于一些不具有三维空间连续分布特征的地理现象，如人口密度等，从宏观上讲，也可以用DEM 来表示、分析和计算。 DEM 有许多用途，例如：在民用和军用的工程项目(如道路设计)中计算挖填土石方量；为武器精确制导进行地形匹配；为军事目的显示地形景观；进行越野通视情况分析；道路设计的路线选择、地址选择；不同地形的比较和统计分析；计算坡度和坡向，绘制坡度图、晕渲图等；用于地貌分析，计算浸蚀和径流等；与专题数据，如土壤等，进行组合分析；当用其它特征(如气温等)代替高程后，还可进行人口、地下水位等的分析。 DEM 的表示方法 (1)拟合法 拟合法是指用数学方法对表面进行拟合，主要利用连续的三维函数(如富立叶级数、高次多项式等)。但对于复杂的表面，进行整体的拟合是不可行的，所以，通常采用局部拟合法。局部拟合法将复杂表面分成正方形的小块，或面积大致相等的不规则形状的小块，用三维数学函数对每一小块进行拟合，由于在小块的边缘，表面的坡度不一定都是连续变化的，所以应使用加权函数来保证小块接边处的匹配。 用拟合法表示DEM 虽然在地形分析中用的不多，但在其它类型的机助设计系统(如飞机、汽车等的辅助设计)中应用广泛。 (2)等值线 等值线是地图上表示DEM 的最常用方法，但并不适用于坡度计算等地形分析工作，也不适用于制作晕渲图、立体图等。 (3)格网DEM 格网DEM 是DEM 的最常用的形式，其数据的组织类似于图像栅格数据，只是每个象元的值是高程值。即格网DEM 是一种高程矩阵(如下图)。其高程数据可直接由解析立体测图仪获取，也可由规则或不规则的离散数据内插产生。 格网DEM 的优点是：数据结构简单，便于管理；有利于地形分析，以及制作立体图。 其缺点是：格网点高程的内插会损失精度；格网过大会损失地形的关键特征，如山峰、洼坑、山脊等；如不改变格网的大小，不能适用于起伏程度不同的地区；地形简单地区存在大量冗余数据。 100 110 120 140 110 105 90 120 115 130 135 120 110 100 135 120 120 130 130 120 110 145 130 115 120 120 115 118 150 140 135 130 135 120 110 145 135 150 140 138 125 120
浅谈电子地图的应用现状及发展前景 摘要：随着电子技术、信息技术、计算机技术、多媒体技术、现代通信技术等一些高科技的不断革新为空间信息获取、传输、处理、分析与表达提供了创新动力与技术升级空间, 电子地图作为空间信息可视化产品之一, 以不同层次的多种形式广泛应用于公众及行业领域，从而的到了迅速的发展和取得了巨大的成就。电子地图的出现, 使得传统地图学认为的只是关于地图的科学或者地图只是信 息表示的传统观念正逐渐被淡化, 代之而起的是一种集动态性、交互探究性和超媒体等特征于一体的地图可视化工具。本文分析了电子地图的特点、电子地图的关键技术、电子地图的应用现状及发展前景。 关键字：电子地图学特点技术应用发展趋势 引言 电子地图是传统地图与计算机技术、GIS 技术、网络技术相融合的产物, 是地理信息的符号化表现, 是空间信息与专题信息的结合, 是传统测绘产业技术改造的结果, 是提供地理信息公共服务的重要渠道。突破了传统纸质地图时间和空间上的局限性, 具有更丰富的信息含量和更广阔的应用范围。电子地图以可视化的数字地图为背景，用文本、图片、图表、声音、动画、视频等多种媒体为表现手段综合展示地区、城市、旅游景点等区域综合面貌的现代信息产品，是数字化技术与古老地图学相结合而产生的一种新的地图品种，它通过人机交互手段可以实时、动态的提供信息检索、数值分析、过程模拟、未来预测、决策咨询和定位导航等功能，内容是动态、可调整的，能由使用者交互操作。 1 、电子地图的特点 由于介质不同, 以及自身动态性、交互性、多媒体性等特点, 与传统地图相比, 电子地图在内容详略程度确定、表现形式、可视化手段和交互方式等方面都呈现出截然不同的特点。 1．1 内容详尽，信息量大 对于纸质地图, 比例尺和制图综合控制了地图的详略程度。在确定的比例尺地图中, 地图要素的详细程度也是确定的。如果想以某种比例尺地图看到某一较大地区的全貌, 就需要将若干张地图拼接在一起, 不仅难以操作, 也难以阅
第八章地理信息系统基础 第一节地理信息系统概述 一、GIS的概念 地理信息系统（GIS，Geographical Information System）的定义是由两个部分组成。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库（Geospatial Database）为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。 地理信息系统的外观，表现为计算机软硬件系统，其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型。 地理信息系统具有以下三个方面的特征： 第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性； 第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务； 第三，计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能快速、准确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。 二、地理信息系统的构成 与普通的信息系统类似，一个完整的GIS主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。 其核心部分是计算机软硬件系统，空间数据反映GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。 （扫图：9页图1－4） 三、GIS的主要功能 （一）数据采集与编辑 主要用于获取数据，保证地理信息系统数据库中的数据在内容和时间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。 （二）数据处理 初步的数据处理主要包括数据格式化、转换、概括。 （三）数据存储与组织 这是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据的组织。（四）空间查询与分析 空间查询是地理信息系统以及许多其他自动化地理数据处理系统应具备的最基本的分析功能，空间分析是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其他计算机系统的根本区别。 模型分析是在地理信息系统支持下，分析和解决现实世界中与空间相关的问题，它是地理信息系统应用深化的重要标志。 （五）图形与交互显示 地理信息系统为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，其形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等硬拷贝图件，尤其要强调的是地理信息系统的地图
数字高程模型试题 Zzh整理 一、名词解释 1、数字高程模型（DEM）：通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，或者说，地形表面的数字化表示。Digital Elevation Model，缩写DEM.。 二、填空（选择、判断） 1、地形表达的历史演进过程，经历了象形绘图法、写景法、等高线地形图、地貌晕渲图、航空摄影图像、遥感图像、数字地形表达等7个阶段。 2、DEM按结构分类包括：基于面元的DEM、基于线单元的DEM、基于点的DEM；按连续性分类，包括：不连续DEM、连续但不光滑DEM(逐点内插的格网DEM、TIN)、光滑DEM（样条函数内差的格网DEM）;按范围分类，局部DEM、区域DEM、全局DEM。 三、问答题 1、DEM的特点。 （1）容易用多种形式显示地形信息。地形数据经计算机处理后能产生不同比例尺的纵横断面图与立体图，而常规地图一旦制作形成，比例尺不容易改变，绘制其他的地形图需要人工处理； （2）精度不会损失，没有载体变形的问题； （3）容易实现自动化、实时化。将修改信息直接输入计算机，软件处理后生成各种地形图。 （4）快速计算、获取DEM分辨率范围内的高程数据。 2、在ArcGIS中，如何通过纸质等高线地形图生成不同形式的DEM。 （1）纸质等高线地形图扫描； （2）在ArcMap中配准（选取投影和坐标系）； （3）等高线地形图矢量化并给每条等高线赋以属性值（高程）； （4）运用Arctoolbox—Convertiontools—features to raster工具将矢量线转化为栅格线（每个栅格的值为高程）； （5）在ArcScence中，运用convert—raster to feature将栅格线转化为矢量点数据文件； （6）在ArcScence中，运用3Danalyst—inpolate to raster—Idw进行差值；（7）三维显示（在属性表中设置高程）； （8）在ArcScence中，运用3Dannlyst—convert—raster to Tin 转化为TIN。 第2讲数据获取
总体开发规划分为四个篇章 第一篇：情景分析篇 第二篇：战略定位及旅游策划篇 第三篇：开发建设篇 第四篇：规划实施篇 绪论： 一、规划性质： 《总体规划》属于旅游景区开发建设的指导性文件，为区内开发建设提供指导。在旅游景区内进行的与旅游相关的各项建设和经营活动，均应与本规划相衔接。 通过本规划的引导，以期推动旅游景区的有序建设，形成旅游核心吸引物和竞争力，推进旅游经济增长和旅游资源可持续利用，实现旅游景区自然、文化、社会效益的协调发展。 二、规划依据 旅游规划是综合性的规划，必须以法律为准绳，并与其他已经批准的规划相衔接。本规划首先以国家的相关法律、法规、规章和规范性文件为基础，同时参考并衔接了陕西省、吕梁市的相关规划及文件。 三、规划目的 明确旅游市场开发方向，使旅游景区成为富有市场竞争力、吸引力的旅游胜地。 合理安排旅游景区内各项度假休闲和游憩服务设施，完善旅游景区功能。创造丰富的景层次，增加旅游体验效果，形成景观和旅游产品特色品牌。 注重生态、文化、经济效益的协调发展，协调旅游开发与旅游景区生态回复之间的矛盾，协调个群体利益，推进旅游经济增长和旅游资源可持续利用，实现旅游景区自然、文化、社会效益的协调发展，建立具有显著经济规模效益和可持续发展的旅游景区。 第一篇：情景分析篇 第一章宏观背景分析 一、中国旅游业的发展趋势和热点 中国旅游业在经历了二十多年以观光为主的初级发展阶段后，正在进入一个高速增长的黄金发展期。在旅游业经济总量增长的同时，国内旅游市场出现了明显的转型升级趋势，旅游方式、旅游产品和旅游企业等层面正在经历一场深刻的变革。概况起来，市场转型的表现如下： 由观光旅游到休闲度假旅游 由大众旅游到个性化旅游 由名胜观赏到深度体验旅游 由团队旅游到自助旅游 旅游向郊区化、短期化发展 旅游服务到产业一体化发展 在新的市形式下，休闲度假旅游、商务公务旅游以及特殊兴趣旅游已逐渐成为旅游消费的主流和国内旅游发展的重要方向。
1、DEM概念:(1)狭义概念：DEM是区域地表面海拔高程的数字化表达。 (2)广义概念：DEM是地理空间中地理对象表面海拔高度的数字化表达。 (3)数学意义：DEM是定义在二维空间上的连续函数H=f(x,y) 2、数字高程模型的特点:精度恒定性，表达多样性，更新实时性，尺度综合性 3、DEM与DTM的区别：DEM以绝对高程或海拔表示的地形模型；DTM泛指地形表面自然、人文、社会景观模型 4、数字高程模型的系统结构与功能：数据采集，数据处理，应用三部分，DEM模型建立，DEM模型操作，DEM分析，DEM可视化，DEM应用。 5、DEM形成过程：1.通过采样点的建模和内插生成3.进行数据的组织与管理4.生成相应的地形坡面因子5.二维可视和三维可视6.不确定分析和表达(DEM精度) 6、DEM数据模型：认知角度基于对象的模型、基于网络的模型、基于场的模型 表达角度矢量数据模型、镶嵌数据模型、组合数据模型 7、DEM数据结构：1、规则格网DEM数据结构 a. 简单矩阵结构 b. 行程编码结构 c. 块状编码结构 d. 四叉树数据结构 2、不规则三角网DEM数据结构 8、TIN数据结构：面结构，点结构，点面结构，边结构，边面结构 9、DEM数据源特征：（1）数据源：地形图 ?特点：现势性（经济发达地区往往不满足现势性要求）、存储介质、精度：比例尺、等高线密度、成图方式有关 （2）数据源：航空、遥感影像 现势性好：获取速度快、更新速度快、更新面积大（大范围DEM数据的最有价值来源）相对精度和绝对精度低的遥感影像：Landsat—MSS、TM传感器、SPOT 高分辨率遥感图像：1米分辨率的米QUICKBIRD （3）数据源：地面测量 用途：公路铁路勘测设计、房屋建筑、场地平整、矿山、水利等对高程精度要求较高的工程项目 缺点：工作量大，周期长、更新十分困难，费用较高 （4）数据源：既有DEM数据覆盖全国范围的1:100万、1:25万、1:5万数字高程模型10、采样的布点原则： 1）沿等高线采样：地形复杂沿等高线跟踪的方式进行数据采集;在平坦的地区，则不宜沿等高线采样 2）规则格网采样:规定X和Y轴方向的间距来形成平面格网，量测这些格网点的高程。
《数字地面模型》课程考试说明及复习要点 陈刚 2014年6月17日 考试时间：2014年6月26日，16:30-18:30 考试地点： 一、试卷内容及形式 试卷由四部分内容组成，题量中等，难度中等； ●名词解析（每题5分，共5×4 = 20分） ●填空题（每空0.5~1分，共20分） ●简答与与概念辨析题（2×10分，共20分；从4小题中任选2题回答） ●论述与图解计算题（从1、2、3题中任选两题回答，每题12分；第4题必答，16分， 合计40分） 二、复习及答题注意事项 （一）复习资料 ●本次考试内容基本来自课件PPT（部分需从课外了解，本文档中已注明），考试内容包 括理论知识、实践应用及软件操作方法三部分。其中，所涉及的实习软件是ArcGIS。（二）答题要求 ●答题时请正确理解题意，按要求认真答题，字迹清晰； ●答题态度很重要； ●除名词解析、填空题两部分外，答题内容请一律写在答题纸上；欢迎将所有内容都写在 答题纸上； ●简答与与概念辨析题部分请提炼要点，内容精当准确； ●论述与图解计算题部分主要考察知识综合、技术分析及文字组织能力，请认真回答，要 求结构清晰，能准确表达思路，必要时请辅以图表； ●简答与与概念辨析题、论述与图解计算题部分为选择回答，多答不多给分，请注意； ●交卷时，请将试卷与答题纸一起交回。 三、复习要点 （按分发给大家的PPT展开） 第一章数字地面模型概述 ●概念解析：数字高程模型、数字地面模型、4D产品 ●古往今来，人类一直在寻求如何描述周围及其大区域范围的地形地貌形态及其地表现象 的有效表达方式，它们分别是？
●地图上表示地貌的具体要求是什么？ ●地形图的立体表示有哪几种表现手段？ ●数字地形表达的方式可分两大类：数学描述和图像描述。使用傅立叶级数和多项式来描 述地形是常用的数学描述方式。规则格网、不规则格网、等高线、剖面图等是图像描述的常用方式。 ●数字高程模型、数字地貌模型与数字地面模型之间的关系，看图说明。 ●数字地面模型描述地表的优点。 ●基础地理信息数字产品(或称数字测绘产品)的四种基本模式（4D产品）。 ●“DEM已经成为独立标准的基础产品，越来越广泛地用来代替传统地形图中等高线对 地形的描绘。”如何理解上面的描述（从地形表达手段的技术发展历程及当前的进展入手）？ 第二章数字地面模型的数据获取 ●概念解析：航摄像片的方位元素、数字摄影测量、渐进采样法 ●数字地面模型的数据来源主要包括哪些？ ●请列举能获取立体地形数据的遥感数据源（结合课件，并查询相关网站），简要说明其 特色。 ●航空摄影测量一直是地形图测绘和更新最有效也是最主要的手段，也成为数字地面模型 生产的最重要数据源。 ●摄影测量和地形图数字化方法是大规模DEM采集最有效的两种方式，也是最为普遍采 用的方式。 ●从数据源获取DEM的原始数据是建立数字高程模型的第一道工序，请简述其重要性。 ●摄影测量技术发展的三个阶段分别是？ ●航空摄影是中心投影成像，中心投影的构像规律会由于像片倾斜、地形起伏而引起像点 的移位和方向偏差。因此有必要研究像片的几何特性。 ●解析摄影测量与模拟摄影测量的比较图表。 ●数字摄影测量的概念解释，请简述数字摄影测量系统(Digital Photogrametry System, DPS) 的主要功能、作业步骤及主要作业产品。 ●摄影测量采样方法包括哪几种？ ●使用GPS、激光扫描、干涉雷达等新型技术进行DEM数据采集是很有发展前景的DEM 采集方式。 ●了解目前主要的DEM数据产品（如DTED 、SRTM等官方提供的标准DEM产品）， 并选择其中一种，描述其主要产品特点与技术指标（请结合课件，并查询相关网站）。 第三章数字高程模型内插 ●概念解析：DEM内插、移动拟合法 ●按内插点的分布范围，可以将内插分为整体内插、分块内插和逐点内插三类（或分整体 内插和局部内插两大类）。根据二元函数逼近数学面和参考点的关系，内插又可以分为纯二维内插和曲面拟合内插两种。 ●分块内插的典型方法有哪些，重点掌握双线性多项式内插的推导、计算，简述二元样条 函数内插的技术原理、特点（无须推导）。
+第一章绪论 数字地形图：在测绘领域，地形图是一个专有名词。国内的地形图（国外的不了解）一般特指那些特定比例尺系列、有着固定分幅范围的、全面表达地表面的地形、地物特征的地图。其内容特点是全面、均衡、不突出表达某种要素。一般包括：测量控制点、居民地、水系、交通、管线、地貌、植被等内容。数字地形图的历史形态是模拟地形图，一般是纸质的。 数字高程模型(DEM)：地形图上的地貌是用等高线、高程点、陡坎、陡崖等表达的。等高线和高程点，外加陡坎、陡崖及其比高构成了一种“高程模型”。通过对他们的判读，可以得到对地表高程的总体印象，是对实际地貌的一种模拟。数字地形图上的等高线和高程点是数字高程模型的一种。不规则三角网、规则格网都可以是数字高程模型，其核心特点是都可以对地表高程信息进行完整的模拟。 数字地面(地形)模型(DTM)：地形是“地表形态”或“地貌形态”的简称。地形可以用高程来描述，也可以用坡度、坡向等信息来描述。数字地形模型包括数字高程模型、数字坡度模型、数字坡向模型等。 数字表面模型(DSM)：DEM必须是高程信息，是对地形和地貌的模拟，DSM可以是地物表面的模拟，包括植被表面、房屋的表面，对DSM进行加工，去掉房屋、植被等信息，可以形成DEM。 模型（Model）:用来表现其它事物的一个对象或概念，是按比例缩减并转变为能够理解的事物本体。模型可用来表示系统或现象的最初状态，或表现某些假定或预测的情形。 三个层次： 概念模型----基于个人的经验与知识在大脑中形成的关于状况或对象的模型。 物质模型----模拟的模型。如沙盘，塑料地形模型。 数学模型----基于数字系统的定量模型。 用数学的语言、方法去近似地刻划实际，是由数字、字母或其它数学符号组成的，描述现实对象数量规律的数学公式、图形或算法。 ?（1）按照模型的应用领域（或所属学科） 如人口模型，生物模型，生态模型，交通模型，作战模型等。 ?（2）按照建立模型的数学方法（或所属数学分支） 如初等模型，微分方程模型、网络模型、运筹模型、随机模型等。 ?（3）按照模型的表现特征又有几种分法： 静态模型和动态模型：取决于是否考虑时间因素引起的变化 解析模型和数值模型：取决于是用数学理论和定律去推导和演绎数学模型的解还是用数值法求解。 离散模型和连续模型：取决于变量是离散的还是连续的。 确定性模型和随机性模型：取决于变量是确定的还是随机的。 ?（4）按照建模的目的分 如描述模型、分析模型、预测模型、决策模型、控制模型等
地理信息系统教程 第一章绪论 1．信息系统：能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。具有采集、管理、分析和表达数据的能力。 2．地理信息系统：GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题3．GIS与IS之间的区别：GIS是空间数据和属性数据的联合体。 4．GIS系统五个基本组成部分：⑴硬件系统，各种设备-物质基础；⑵软件系统，支持数据采集、存储、加工、回答用户问题的计算机程序系统；⑶数据，系统分析与处理的对象、构成系统的应用基础；⑷应用人员，GIS服务的对象，分为一般用户和从事建立、维护、管理和更新的高级用户；⑸应用模型，解决某一专门应用的应用模型，是GIS技术产生社会经济效益的关键所在 5．地理信息系统基本功能：⑴数据采集与编辑；⑵数据存储与管理；⑶数据处理和变换； ⑷空间分析和统计；⑸产品制作与显示；⑹二次开发和编程 6．地理信息系统应用功能：资源管理；区域规划；国土监测；辅助决策 第二章地理信息系统的空间数据结构和数据库 1．地理实体：指自然界现象和社会经济事件中不能再分割的单元，它是一个具有概括性，复杂性，相对性的概念。 2．地理实体的特征：⑴属性特征——用以描述事物或现象的特性；⑵空间特征——用以描述事物或现象的地理位置以及空间相互关系；⑶时间特征——用以描述事物或现象随时间的变化 3．地理实体数据的类型：⑴属性数据——描述空间对象的属性特征的数据；⑵几何数据——描述空间对象的空间特征的数据；⑶关系数据——描述空间对象之间的空间关系的数据4．点：有特定位置；线：具有相同属性的点的轨迹，由一系列的有序坐标表示；面：对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描述。由封闭曲线加内点来表示；体：用于描述三维空间中的现象与物体，它具有长度、宽度及高度等属性 5．空间数据结构：是指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构，也就是指空间数据以什么形式在计算机中存储和处理。其分为基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构两种基本类型 6．矢量数据获取方式：⑴通过外业测量获得，利用测量仪器记录测量结果，然后转换到地理数据库中；⑵跟踪数字化，用跟踪数字化的方式把地图变成离散的矢量数据；⑶间接获取：a栅格数据转换b空间分析 7．矢量数据结构：通过记录空间对象的坐标及其空间关系来表达地理实体的一种数据结构。8．栅格数据结构：是指将地表区域划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值。 9．栅格数据获取途径：手工获取；扫描仪扫描；由矢量数据转换而来；遥感影像数据；格网DEM数据 10．拓扑关系：是一种对空间结构关系进行明确定义的方法，指图形保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。 11．拓扑元素量、质不变及相互关系——欧拉公式：c + L = A+P（P: 点数；L: 线数；A: 面数；c: 常数，为多边形地图特征，若A包含边界里面和外面的多边形，则c=2；若A仅包含边界内部多边形，则c=1） 12．矢量和栅格数据结构的比较：⑴矢量数据结构优点：便于面向现象(土壤类型等)的数据