数字高程模型共14页
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+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。
+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。
第一章1.DTM .Digital Terrain Model 的简称,它是描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列。
DEM .Digital Elevation Model 的简称,当DTM 中所表示的第三维属性为高程时,DTM 即为DEM ,它是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。
其间关系.DEM 是DTM 子集,是DTM 的一个部分,它是DTM 的基础数据,其它的地形数据可由DEM 直接或间接导出,因此又称DTM 是DEM 的派生数据。
2.数字高程模型特点.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。
3. DEM 的表示方法(,)(,)DEM ⎧⎧⎧⎪⎨⎪⎪⎩⎪⎨⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎩⎪⎪⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩傅里叶级数全局多项式函数数学方式规则的分块函数局部不规则的分块函数规则密度一致密度可变点方式不规则三角形网邻近网的表示方法典型特征(山峰,洼坑,隘口,边界等)剖面线图象方式线方式等高线特征线(山脊线,山谷线海岸线等)其他方式(绘画,影像等)4.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)不确定分析和表达。
5.DEM的应用.课本P19。
第二章1.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曲面。
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。
2.规则格网DEM数据结构(五种)1)简单矩阵结构.按行或列逐一记录每一个格网单元的高程值。
规则格网DEM数据文件一般包括对DEM数据进行说明的数据头和DEM数据体部分。
数据头:包括定义西南角起点坐标、坐标类型、格网间距、行列数、最低高程以及高程放大系数等。
数据体:按行或列分布记录的高程数字阵列。
2)行程编码结构.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或着逐个记录各行(列)代码发生变化的位置和相应代码。
本科学生综合性实验报告
姓名学号
专业地理信息系统班级 11级_
实验课程名称数字高程模型
实验名称坡度等地形因子提取的不确定性研究
指导教师及职称
开课学期 2014 至_ 2015 学年_上学期
云南师范大学旅游与地理科学学院编印
一、实验准备
1)DEM网格计算。
Arctoolbox---Data Management Tools ---raster processing ----rasampe
将DEM数据分为30M,60m,90m,100m。
2) 计算坡度
地面某点的坡度是过该点的切平面与水平地面的夹角,是高度变化的最大值比率,表示了地表面在该点的倾斜程度。
基于 DEM 数据,利用 Arcgis 的 Slope 工具提取坡度。
分别计算不同分辨率30、60、90、100的坡度图。
如下图所示为30M 、100M 的坡度分布图。
30m 100m 60m 90m
提出的坡面特征分析的自然地域导向表,将坡度重分类为 0°~3°,3°~5°,5°~15°,15°~25°,25°~30°,30°~ 45°,>45°七级。
重分类结果如下图所示:
30M 60M 90M 100M 3) 坡向计算
地面任何一点切平面的法线在水平面的投影与过该点的正北方向的夹角成为该点的坡向。
坡向是决定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。
坡向还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。
坡向图:
30m 60m 90m 100m
4)坡向重分类
利用Arcgis的表面分析工具提取坡向,再用重分类将坡向分为平坦( -1) ,北( 0°-22.5°,337.5°-360°) ,东北( 22.5°-67.5°) ,东( 67.5°-112.5°) ,东南( 112.5°-157.5°) ,南( 157.5°-202.5°) ,西南( 202.5°-247.5°) ,西( 247.5°-292.5°) ,西北( 292.5°-337.5°) 九个方向。
30 60 90 100
4) 剖面曲率
分别计算30.60、100、90的剖面曲率
剖面曲率是对地面坡度沿最大坡降方向地面高程变化率的度量,用来描述地表曲面在垂直方向上的弯曲、变化情况,从而对地面的复杂程度进行表征。
根据上述得到的坡度图层,再利用同样的方法对坡度图层求坡度,即可得到剖面曲率( 坡度的坡度)。
30m 60m 90m 100m 5) 平面曲率
根据上述得到的坡向图层,再利用同样的方法对坡向图层求坡度,即可得到平面曲率( 坡向的坡度) 。
30M 60M 90M 100M
6)DEM精度对地形因子提取的影响分析:
6.1 不同网格尺寸DEM对坡度的影响
不同网格的坡度直方图:
100M 90M
60M 30M
对频数统计如下图
按照上述坡度提取原理与分级方法提取坡度并分级,计算结果见直方图可以看出,DEM网格尺寸的变化对坡度为0-3地区影响最大,对坡度为25°-30°地区影响最小,坡度为0°-3°地区面积百分比随DEM网格尺寸的增大而增大,坡度大于30°地区面积百分比随DEM网格尺寸的增大而减
小,而坡度从3°-30°地区面积百分比随DEM分辨率变化较小( 其中15°-25°坡度面积百分比变化稍大)
这是因为随着DEM精度的降低,对地形的描述越来越粗糙,一些细小的地形起伏被忽略或放大,因而0°-3°的平坦区面积增大,坡度大于30°的陡坡区面积减小研究区DEM精度对坡度的整体影响见表3 由表3可以看出,随着DEM分辨率的降低,提取的坡度最大值平均值都随之减小( 如图5) ,这说明DEM精度降低对地形的概括作用增大,使得整体地形向平坦转化,地貌的细部形态被简化且标准差也逐渐减小,说明低精度DEM提取的坡度变化范围比高精度的小,反映了低精度DEM对地形的高度概括作用,使得坡度值比较集中表2 不同网格尺寸各级坡度面积百分比(%)
6.2 不同网格尺寸DEM对坡向的影响
100m 90m
60m 30m
希望以上资料对你有所帮助,附励志名言3条:
1、生命对某些人来说是美丽的,这些人的一生都为某个目标而奋斗。
2、推销产品要针对顾客的心,不要针对顾客的头。
3、不同的信念,决定不同的命运。