第五章 数字高程模型内插
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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。
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。
+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。
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。