数字高程模型期末整理复习资料

数字高程模型复习资料数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是一种用于描述地球表面高程变化的数学模型。

它通过对地球表面进行离散化处理，将地球表面划分为一系列等高线或网格，并为每个等高线或网格单元分配一个高程值。

数字高程模型广泛应用于地理信息系统、地形分析、水文模拟、城市规划等领域。

本文将对数字高程模型的原理、数据源、数据处理、应用等方面进行综述，以供复习参考。

一、数字高程模型的原理数字高程模型的原理基于地球表面的三维空间坐标系。

在地球表面上，我们可以通过经度、纬度和高程来确定一个点的位置。

数字高程模型通过将地球表面划分为一系列等高线或网格单元，并为每个单元分配一个高程值，从而实现对地球表面高程变化的描述。

常见的数字高程模型包括等高线模型和栅格模型两种形式。

二、数字高程模型的数据源数字高程模型的数据源主要包括地面测量数据和遥感数据。

地面测量数据是通过实地测量和测量仪器获取的，包括全球定位系统（GPS）、激光雷达等。

遥感数据是通过卫星、航空器等遥感平台获取的，包括航空摄影、激光雷达遥感、合成孔径雷达等。

这些数据源可以提供丰富的高程信息，用于生成数字高程模型。

三、数字高程模型的数据处理生成数字高程模型需要对原始数据进行处理。

首先，需要对地面测量数据或遥感数据进行预处理，包括数据格式转换、数据配准、数据融合等。

然后，采用插值方法对离散的高程数据进行插值，以填充缺失的高程数据，常用的插值方法包括反距离加权插值、三角剖分插值、克里金插值等。

最后，通过数据压缩和优化算法对数字高程模型进行处理，以减小数据存储和计算量。

四、数字高程模型的应用数字高程模型在地理信息系统、地形分析、水文模拟、城市规划等领域有着广泛的应用。

在地理信息系统中，数字高程模型可以用于地图制作、地形分析、地貌研究等。

在地形分析中，数字高程模型可以用于地形剖面分析、地形参数计算、地形变化监测等。

在水文模拟中，数字高程模型可以用于洪水模拟、水资源评估、水文建模等。

数字高程模型1.DTM：以数字形式储存的地球表面上所有信息的总和，是描述地面特征和空间分布的数值的集合，是地形表面型态等多种信息的一种数字表示2.DEM：对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟－－模型化表达和过程模拟。

特点：（1）精度的恒定性（2）表达的多样性（3）更新的是实时性（4）尺度的综合性3.DEM和DTM的关系：DEM是DTM的子集，是DTM最基本的部分；DTM中地形属性为高程是即为DEM4.一般要素：随机点、随机线特征要素（含特征信息的要素）：特征点(山顶,鞍部,谷底)、特征线5. 地形图：现势性差、但物美价廉摄影测量和遥感影像数据：现势性好，大范围数据精度高、相对成本低地面测量：精度高、成本高工作量大、周期长既有DEM数据6.决定DEM数据精度的条件：原始地形采样点的分布和密度。

7.DEM的数据结构:正方形网结构（Gird）,不规则三角网结构（TIN）,混合结构（Gird和TIN 混合结构）8.DEM的三种表示模型:规则格网模型(GRID),等高线模型(Contour),不规则三角网模型(TIN)9.表面建模：根据采用的数据模型，使用一个或多个数学函数对地形表面进行表达和处理。

即DEM表面生成或重建。

表面建模的方法：基于点的建模,基于三角形的建模,基于格网的建模,混合方法（以上任意两种混合）10.数字表面建模的方法1.基于点的表面建模2.基于三角形的表面建模3.基于格网的表面建模4.混合表面建模11.TIN模型的优点：（1）能以不同层次的分辨率来表述地形表面。

（2）在某一特定分辨率下能用较少的空间和时间更精确地表示更复杂的表面。

（3）能更好地顾及这些特征如断裂线、构造线等，更精确合理地表达地形表面。

（4）精度高、速度快、效率高和容易处理断裂线和地物等12.在所有可能的三角网中, 狄洛尼（Delaunay）三角网最适合用于拟合地形方面，常常被用于TIN的生成。

数字高程模型教程期末总结一、概念及基本原理数字高程模型（DEM）是由空间地理点的地形高程值构成的矩阵数据模型。

DEM通过离散化垂直空间上的地形高程、以矩阵形式表达出来，可以实现高程信息的数字化、可视化和存储。

数字高程模型主要有两种类型：栅格型DEM和矢量型DEM。

栅格型DEM是将地表划分成等大的像元单元，每个像元上的高程值代表该区域的平均高程。

矢量型DEM则将地表看作由离散的点和线构成，每个点和线上的高程值表示该点或线对应的地点或地段上的高程。

栅格型DEM的主要特点是数据量大、空间精度较低。

而矢量型DEM的数据量相对较小，可以实现较高的空间精度。

在实际应用中，可以根据需要选择不同类型的DEM。

二、数据来源与获取数字高程模型的数据源主要有以下几种：1. 遥感数据：遥感数据是获取DEM的主要途径之一。

常用的遥感数据包括卫星影像、航空影像等，通过对这些影像进行处理和解译，可以得到地表的高程信息。

2. 激光雷达：激光雷达是获取高精度DEM的重要手段。

激光雷达通过发射激光束并测量激光束的返回时间来确定地面的高程信息，具有高精度、高分辨率的特点。

3. 地形测量：使用测量仪器对地表进行实地测量可以获取DEM数据。

地形测量常用的仪器有全站仪、GPS等，通过测量地点的坐标和高程值，可以建立数字高程模型。

4. 数据插值：通过对已知高程点进行插值处理，可以推算出其他点的高程值。

常用的插值方法包括三角网格法、反距离加权法、克里金法等。

在实际应用中，常常需要结合多种数据来源进行DEM的获取，以提高数据的准确性和精度。

三、DEM处理方法1. 数据预处理：对原始数据进行处理，包括数据格式转换、数据清理、数据去噪、数据校正等。

2. 数据融合：将来自不同数据源的DEM进行融合，以提高数据的精度和准确性。

3. 数据插值：对缺失或不完整的高程数据进行插值处理，以填补缺失值。

常用的插值方法包括反距离加权插值、克里金插值等。

4. 数据平滑：对DEM数据进行平滑处理，以去除小尺度噪声和不规则性，提取出地表的整体特征。

《数字高程模型》第1讲概论一、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；3）高分辨率遥感影像（1m分辨率IKONOS）、合成孔径雷达干涉测量、激光扫描仪等新型传感器数据，是高精度、高分辨率DEM最有希望的数据，但价格昂贵。

数字高程复习资料一、填空题1、建立完整的连续三维表面模型需要（无数个）点，需要无限的存储容量，因此与传统的地形测图一样连续曲面必须是（离散）的。

2、DEM是DTM的（子集），是DTM最基本的部分。

3、基于点的DEM实际上就是（采样点的集合），点与点之间没有建立任何关系，称之为（散点DEM）。

4、DEM的相关性是保证与其他基础地理信息产品的相关性，使数据库在（数学基础）、（坐标系统）以及（产品一致性）方面相关；5、GIS的空间数据模型从认知角度讲有三类：（基于对象的模型、基于网络的模型和基于场的模型。

）6、数据结构是由纪录单元的（初始位置）、（格网单元高程值）和（方形区域半径）所组成的单元组。

7、将2n×2n像元阵列连续进行4等分，一直分到正方形的大小正好与象元的大小相等为止，而块状结构则用四叉树描述，习惯上称为（四叉树编码）。

8、（工程）—（工作区）—（图幅）的层次结构索引模式是当前GIS空间数据库数据组织的一种常用方法。

9、我国到目前为止，已经建成了覆盖全国范围的（1:100万）、（1:25万）、（1:5万）数字高程模型。

10、基于统计学的观点，DEM采样可分为（随机采样）、（系统采样）两种。

11、混合采样是将（选择性采样）与（规则格网采样）相结合或者是（选择性采样）与（渐进采样）相结合的方法。

12、DEM表面通常是由两种主要类型网络中的一种或两种构成即（格网网络）或（三角形网络）。

13、地形可视化主要研究基于DEM的地形显示、简化、仿真等内容，是计算机图形学的一个分支，属于（科学计算可视化）的范畴。

14、高程用来描述地形表面的起伏形态，传统的高程模型是（等高线），其数学意义是定义在二维地理空间上的（连续曲面函数），当此高程模型用计算机来表达时，称为数字高程模型。

15、DEM是对地形表面的（数字化表示），其建立过程实际上是一种（数学建模过程），也就是说地形表面被一组相互组织在一起的地形采样点所表达，如果需要该数学表面上其它位置处的（高程值），可应用一种内插方法来进行处理。

一、数字高程的定义数字高程模型（Digital Elevation Model,简称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学表达。

DEM表示区域D上的三维向量有限序列，用函数的形式描述为：V i=(X i,Y i,Z i);i=1,2,…,n式中, X i, Y i是平面坐标， Z i是（X i, Y i）对应的高程。

二、数字高程的特点1）表达的多样性，容易以多种形式显示地形信息。

2）精度的恒定，常规地图对着时间的推移，图纸将会变形，而DEM采用数字媒介，能够保持精度不变。

3）更新的实时性，容易实现自动化，实时化。

4）具有多比例尺特性。

三、数字地面模型（DTM）、数字高程模型（DEM）和数字地形模型（DGM）的区别表 1 三者的区别与联系四、数字高程数据1.来源：DEM数据包括平面和高程两种信息，常用的数据来源有：影像，现有的地形图，地球本身，其他数据源。

2.数字高程数据类型1)分辨率①.10米DEM数据全国10米数字高程模型数据，为栅格图像数据，图像分辨率为10米，数学基础采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）及Albers投影。

数据像素值记录了点位高程。

高程值计量单位为米。

②.12.5米DEM数据12.5米DEM数据是由ALOS的PALSAR传感器采集。

该传感器具有高分辨率、扫描式合成孔径雷达、极化三种观测模式。

该数据水平及垂直精度可达12米。

ALOS（AdvancedLand Observing Satellite）卫星于2006年1月24日由日本发射升空，载有3个传感器：全色测绘体例测绘仪（PRISM），主要用于数字高程测绘；先进可见光与近红外辐射计-2（A VNIR-2），用于精确陆地观测；相控阵型L波段合成孔径雷达（PALSAR），用于全天时全天候陆地观测。

③.不同分辨率下的晕渲图对比图 1 不同分辨率下的晕渲图2)遥感测量方法a)SRTM数据SRTM（Shuttle Radar Topography Mission），由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量。

1数字地形表达的方式可以分为两大类：数学描述和地形描述。

2模型（Model ）：是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。

（1）分类：概念模型、物质模型、数学模型。

（2）数学模型的优点：a.它是理解现实世界和发现自然规律的工具；b.提供了考虑所有可能性、评价选择性和排除不可能性的机会；c.帮助在其它领域推广或应用解决问题的结果；d.帮助明确思路，集中精力关注问题重要的方面；e.是的问题的主要成分能够被更好的观察，同时确保交流，减少模糊，并改进关于问题一致看法的机会。

（3）对模型的评价有以下标准：精确性：模型的输出是正确或非常接近正确；描述的现实性：基于正确的假设；准确性：模型的预测是确定的数字、函数或几何图表等；可靠性：对输入数据中的错误具有相对免疫力；一般性：适用于大多数情况；成效性：结论有并可以启发或指导其他好的模型。

3数字高程模型的类型（1）按结构分类（按其数据组织方式）●基于面单元的DEM ：将采样点按某种规则剖分成一系列的规则或不规则的格网单元，，并用这些格网单元组成的网络逼近原始曲面。

规则剖分如正方形格网DEM 、六边形格网DEM 等。

不规则单元如三角形DEM （TIN ）、四边形DEM 。

●基于线单元的DEM ：将采样点按线串组织在意的DEM 。

基于线单元的DEM 与数据采样方式联系在一起，如沿等高线采样的数据可组织成基于等高线的DEM ，断面DEM 等。

●基于点的DEM ：基于点的DEM 实际上就是采样点的集合，点与点之间没有建立任何关系，称之为散点DEM 。

该种结构由于点之间没有任何关系而应用不多。

(2) 按连续性分类（从数学角度考察DEM 模型连续性、一阶导数及高阶导数等的连续情况）●不连续型DEM ：用来模拟地形表面分布的不具备渐变特征的地理对象如土壤、植被、土地利用等。

DEM 单元内部是同质的，变化之发生在单元边界。

不连续DEM 的典型特征是DEM 模型呈阶梯状分布。

1.概念：（1）地形特征要素：主要是指对地形在地表的空间分布特征具有控制作用的点、线或面状要素。

（2）地形坡度：过该点的切平面与水平地面的夹角，表示了该局部地表坡面的倾斜程度，坡度大小直接影响着地表物质流动与能量转换的规模与强度，是制约生产力空间布局的重要因子。

（3）坡向：地表面上一点的切平面的法线矢量在水平面的投影与过该点的正北方向的夹角。

是决定地表面局部地面接收阳光和重新分配太阳辐射量的重要地形因子之一，直接造成局部地区气候特征的差异，同时，也直接影响到诸如土壤水分、地面无霜期以及作物生长适宜性程度等多项重要的农业生产指标。

（4）L OD模型：（5）元数据：（6）汇水流域：（7）可视化：可视化（Visualization）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。

（8）纹理映射：是把二维的纹理图像映射到三维物体表面，其关键就是建立物体空间坐标与纹理空间坐标之间的对应关系。

（9）平面曲率：指在地形表面上的任何一点P，指用过该点的水平面沿水平方向切地形表面所得的曲线在该点的曲率值。

（10）剖面曲率：是对地面坡度的沿最大坡降方向地面高程变化率的度量。

（11）地表粗糙度：是反映地表的起伏变化和侵蚀程度的指标，一般定义为地表单元的曲面面积S曲面与其在水平面上的投影面积S水平之比。

（12）地表起伏度：是在指定区域内最大高程与最小高程的差。

（13）地表切割深度:是指地面某点的临域范围的平均高程与该临域范围内的最小高程的差值。

2.数字高程模型的研究内容：（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）不确定性分析与表达。

3.数字高程模型：是定义在二维地理空间上的连续曲面函数，当此高程模型用计算机来表达。

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4.（1）格网DEM：优点：1）简单的数据存储结构2）与遥感影像数据的相合性3）良好的表面分析功能。

DEM复习资料总结第一篇：DEM复习资料总结DEM复习资料第一章概述数字地形的表达方法及其分类数字地形模型（DTM，Digital Terrain Model）数字地形模型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。

数字高程模型数字高程模型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，即数字高程模型是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表达和过程模拟，简单地说，空间起伏连续变化现象的数字化表示和分析工具的集合。

DEM和DTM的区别与联系（1）数字地形模型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；数字高程模型中地形属性仅为高程。

（2）在地理信息系统中，DEM是建立DTM的基础数据，其它的地形要素可由DEM直接或间接导出，称为“派生数据”，如坡度、坡向。

（3）高程模型最常见的表达是相对于海平面的海拔高度，或某个参考平面的相对高度，所以高程模型又叫地形模型。

实际上地形模型不仅包含高程属性，还包含其它的地表形态属性，如坡度、坡向等。

数字高程模型的分类⑴按照结构分类：基于面单元的DEM；基于线单元的DEM；基于点的DEM。

⑵按照数据源分类：以航空和航天遥感资料为数据源；以地形图为数据源；以地面实测纪录为数据源；以各种专题底图为数据源；以统计报表和行政区域底图为数据源。

㈢按照内容分类：综合性的DEM（全国性的DEM,包括地形、资源环境和社会经济）；区域性DEM（局限于某个行政区或自然区，比例较大，框架线条趋细）；专题性DEM；单项DEM。

⑷按照结构形式分类：规则格网DEM；等值线DEM；曲面数字DEM；平面多边形DEM；空间多边形DEM；散点DEM。

⑸按连续性分类：不连续型DEM(Discontinuous DEM)；光滑DEM(Smooth DEM)DEM最主要的三种表示模型规则格网模型、等高线模型和不规则三角网模型 DEM 的特点精度的恒定性、表达的多样性、更新的实时性、尺度的综合性第二章 DEM的数据组织与管理DEM的建立（它的建立实际上是一种地形数据的建模过程。

数字高程模型重点一、名词解释：数字高程模型：从狭义角度定义:DEM是区域地表面海拔高程的数字化表达。

从广义角度定义：DEM是地理空间中地理对象表面海拔高度的数字化表达。

规则镶嵌数据模型：就是用规则的小面块集合来逼近不规则分布的地形曲面。

元数据：用于描述要素、数据集或数据集系列的内容、覆盖范围、质量、管理方式、数据的所有者、数据的提供方式等有关的信息。

TIN：TIN是不规则三角网的缩写，是将具有（X,Y,Z）坐标值且在空间分布上不规则的点连接成三角形，这些相邻的三角形形成一个网络用以表示现实世界中的某些特征。

空间数据模型：间数据模型是对空间对象及其关系的描述，也是根据与应用有关的目标的需要而对空间对象的一种提取。

空间自相关：按照地理学第一定律，空间的事物总在不同程度上相互联系与制约，而相近的事物之间的影响通常大于较远事物的影响。

这种现象被称为空间自相关。

等高线：等高线指的是地形图上高程相等的各点所连成的闭合曲线。

不确定性：不确定性是指对真值的认知或肯定的程度，是更广泛意义上的误差，包含系统误差、偶然误差、粗差、可度量和不可度量误差、数据的不完整性、概念的模糊性等。

9、地形可视化：是地形的直观的图形表达，是人们了解和认识地形的基本工具。

10、地形因子：地形因子是为定量表达地貌形态特征而设定的具有一定意义的数学参数或指标。

地形因子有坡向、坡度、坡位和海拔高度四个因素。

11、特征地形要素特征地形要素，主要是指对地形在地表的空间分布特征具有控制作用的点、线或面状要素。

12、地形统计分析：地形统计分析是指应用统计方法对描述地形特征的各种可量化的因子或参数进行相关、回归、趋势面、聚类等统计分析，找出各因子或参数的变化规律和内在联系，并选择合适的因子或参数建立地学模型，从更深层次探讨地形演化及其空间变异规律。

13、地学模型：地学模型是地学原型的一种表现形式，是人们构建的主观思想框架对客观实际的反应，是对客观的地学世界的一种理解，是研究和解释地学问题的一种手段。

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、T IN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、成图方式有关地面测量本 111、数据采集方法对比：（作业）（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。

数字高程模型考试1、什么是数字高程模型，数字高程模型有什么特点？定义：当DTM（DTM是描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列）中所表示的第三维属性为高程时，DTM即为DEM，因此DEM是DTM 的一个子集，它是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达。

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、数字高程模型与地理信息系统有何关系？注意：根据自己理解答题，应该容易得分，个人认为可以从以下几点略加联系：DTM是空间数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称,而DEM是DTM的子集。

空间数据库与GIS的联系GIS中的空间分析如透视分析、趋势面分析等与此紧密相关等等方面拓展3、数字地面模型的分类（1）地貌信息（2）基本地物信息（3）主要的自然资源和环境信息（4）主要的社会经济信息4、数字高程模型的分类根据大小和覆盖范围分：局部DEM、全局DEM、地区DEM 根据模型的连续性：不连续的DEM、连续的DEM、光滑的DEM 根据数据组织方式分：基于面单元的DEM、基于线单元的DEM、基于点的DEM 了解：（基于面单元的DEM：将采样点按某种规则划分成一系列的规则或不规则的格网单元，并用这些格网单元组成的网络逼近原始曲面。

）5、简述数字高程模型的研究内容：a、地形数据采样b,地形建模与内插c数据组织与管理d、地形分析与地学应用e、DEM可视化f、不确定分析和表达7、简述数字高程模型的应用范围和领域，并结合所学专业谈谈对数字高程模型的认识。

科学研究应用、商业应用、工业、工程应用、管理应用、军事应用。

DEM即是地形曲面的数字化表达。

建立DEM的实质就是地形数据的建模过程。

DEM建模过程：抽象、总结、提炼——地形曲面数据模型（矢量结构、栅格结构、混合结构）——数据组织管理——地形重建数字高程模型数据组织的目的：就是要将所有相关的DEM数据通过数据库有效地管理起来，并根据其地理分布建立统一的空间索引，进而可以快速调度数据库中任意范围的数据，实现对整个研究区域DEM数据的无缝漫游。

第一章1.2数字高程模型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)地理空间是三维的，但DEM是叠加在二维地理空间上的一维特征(高程)的向量空间,其本质是地理空间定位和数字描述。

DEM是2.5维的。

2.分类：1.范围：局部DEM ( Local ) 2.连续性：不连续DEM ( Discontinuous )地区DEM (Regional )连续DEM (Continuous )全局DEM ( Global) 光滑DEM ( Smooth )3.结构（1）.点：散点DEM （3）面：格网DEM（2）线：等高线DEM 不规则DEM断面DEM 混合DEM3.特点：（1）精度恒定性（2）表达多样性（3）更新实时性（4）尺度综合性4.DEM与DTM区别DTM是地形表面形态等多种信息的一个数字表示。

它包含地貌。

环境。

土地利用等多种信息的定量和定性描述。

而DEM只取DTM的（X,y）和对应的Z值。

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DTM范围更广。

5.我国不同比例尺的DEM（四种不同比例尺DEM与分辨率）1：1,000,000(1000m)、1：250,000(100m)、1：50,000(25m)、1：10,000(5m) DEM的维度为2.5维。

第二章1.DEM数据模型主要刻画具有连续变化特征的空间对象，因此属于基于场的镶嵌数据模型。

一、DEM数据模型1）、镶嵌数据模型2）、规则镶嵌数据模型：用规则的小面块集合来逼近不规则分布的地形。

构造方法：用数学手段将研究区域进行网格划分，把连续的地理空间离散为互不覆盖的网格，然后对格网单元附加相应的属性信息。

特点：数据结构简单、隐式的坐标存储、高效的访问效率、数据冗余3）、不规则镶嵌数据模型：用来进行镶嵌的小面块具有不规则的形状和边界。

DEM复习重点1.数字高程模型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。

2.数字地面模型DTM是定义在二维区域上地形特征空间分布及关联信息的一个有限n维向量系列Xi，数字高程模型DEM是DTM的一个子集，它表示地形空间分布的一个有限三维向量。

3.DEM:狭义角度是区域地表面海波高度的数字化表达。

广义角度是地理空间中地理对象表面海波的数字化表达。

4.基于规则格网的DEM和基于TIN的DEM是目前数字高程模型的两种主要结构。

5.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）不确定性分析与表达6.数字高程模型的分类体系：范围（局部DEM、地区、全局）。

连续性（不连续DEM、连续、光滑）。

结构）面（规则结构：正方形格网结构、正六边形格网结构、其他格网结构）、（不规则结构：不规则三角网、四边形）线（等高线结构、断面结构）点（散点结构）。

7.数字高程模型的特点：1)精度恒定性2）表达多样性3）更新时实行4）尺度综合性8.DGM:除高程外，地形表面形态还可通过坡度。

坡向、曲率等地貌因子进行描述。

所有地貌银子的数字模型的集合形成数字地面模型DGM9.DTM:各种地物要素的数字模型，连同DEM本身，形成测绘人员心目中新一代地形图，数字定型模型DTM10.DSM：一般的，将DEM/DGM/DTM以及上述信息所形成的数字模型称为数字表面模型11.DEM(--DGM(--DSM层层包含关系DEM是最基本的数据12.数字高程模型的应用范畴：1）地学分析应用2）非地形特征应用3）产业化和社会化服务13.DEM主要用在一下几个领域：1)区域、全区气候变化研究2）水资源、野生动植物分布3）地质水文模型建立4）地理信息系统5）地形地貌分析6）土地分类、土地利用、土地覆盖变化检测等第二章DEM数据组织与管理14：目前GIS中的空间数据模型从认知角度讲有三类，即基于对象的模型、基于网络的模型、基于场的模型：从表达上讲有矢量数据模型、栅格数据模型和组合数据模型。

1.1地形的表达方式：数学方式全局：傅里叶级数; 多项式函数局部：规则的分块函数; 不规则的分块函数图像方式：点方式：规则（密度一致，密度可变）; 不规则（二角网，邻近网）; 典型特征（山峰、洼坑、隘口、边界等）线方式：剖面线; 等高线; 特征线（山脊线、谷地线、海岸线、坡度变化线等）其他方式：绘画、影像等1.2模型是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。

概念模型; 物质模型; 数学模型（函数模型和随机模型）数字地面模型（DTM）：采用数据来表达地形表面数字地面模型是利用一个任意坐标场中大量选择的已知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就是地形表面简单的数字表示地面特性信息类型：（1）地貌信息，如高程、坡度、坡向、坡面形态以及其他描述地表起伏情况的更为复杂的地貌因子；（2）基本地物信息，如水系、交通网、居民点和工矿企业及境界线等；（3）主要的自然资源和环境信息，如土壤、植被、地质、气候等；（4）主要的社会经济信息，如人口分布、工农业产值和国民收入等。

遵从的基本原则：所有这些数字地面模型所包含的任何一个可转换为数字的地面特性数据，都与特定的二维地理坐标值相结合。

1.3DEM是DTM中最基本部分，它是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达数字高程模型是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表达和过程模拟，英文名称为DEM。

简单地说，空间起伏连续变化现象的数字化表示和分析工具的集合。

数字高程模型的特点（1）多种形式；（2）精度不会损失；（3）自动化、实时化；（4）多比例尺数字高程模型的分类根据大小和覆盖范围可将其简单分为三种：（1）局部的DEMs（local）：待建模的区域非常复杂。

（2）全局的DEMs（global）：包含大量的数据并覆盖一个很大的区域，具有简单、规则的地形特征。

（3）地区的DEMs（regional）：界于全局和局部之间。

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。

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（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DEM数据采集方法的生产工艺流程。