TIN及DEM的生成

GIS名词解释一建立DEM的方法之一【建立不规则三角网方法(TIN)】原理：对有限个离散点,每三个最临近点联结成三角形，每个三角形代表一个局部平面，再根据每个平面方程，计算每个网格点的高程，生成DEM。

TIN定义：将离散分布的实测数据点连成三角网，网中的每个三角形要求尽量接近等边形状，并保证由最近邻的点构成三角形，即三角形的边长之和最小。

【空间插值】常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，它包括内插和外推两种算法。

前者是通过已知点的数据计算同一区域内其他未知点的数据，后者则是通过已知区域的数据，求未知区域的数据。

通常，在以下几种情况下要做空间插值：1、现有数据的分辨率不够，如遥感图象从一种分辨率转换到另一种分辨率。

2、现有数据的结构与所需结构不同，如将栅格数据转换到TIN数据。

3、现有数据没有完全覆盖整个区域，如只有一些离散点数据。

4、需要进行空间插值处理的原始数据包括：航片/卫片、野外测量采样数据、等值线图等。

【空间内插】定义：从已知点或分区的数据推求任意点或分区的数据的方法称为间数据的内插。

有点内插和区域内插两种。

【数字地面（形）模型】定义：描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列，从数学的角度，可以用二维函数系列取值的有序集合来概括地表示数字地面模型的丰富内容和多样形式。

书中定义：用数字化的形式表达的地形信息。

【地理空间的特征实体】概念：地理空间实体特征是指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体。

；实体包括点、线、面、曲面和体等类型，它包括两种基本表达形式：矢量表示法、栅格表示法【E-R模型】常用的语义数据模型之一是实体--联系模型。

提供三种重要的语义概念，即实体、联系和属性。

实体: 就是对客观存在起独立作用的客体的抽象，用矩形符号表示；关系: 就是客体间有意义的相互作用或对应关系, 用菱形符号表示；属性: 对实体和联系特征的描述, 每个属性都有一个域，用椭圆表示【数据与信息的关系】数据是信息的一种表现形式，数据通过能书写的信息编码表示信息。

《地理信息系统软件应用》实验报告实验项目名称：DEM的生成及应用
确定后得到DEM数据：TinGrid, 其中，每个栅格单元表示47.12m×47.12m的区域（二）：TIN的显示及应用
（1）在上一步操作的基础上进行，关闭除[TIN]之外的所有图层的显示，编辑图层[tin]的属性，
2、点击两次 [确定] 后关闭图层属性对话框，图层[ tin ] 将根据指定的渲染方式进行渲
染，效果如下图所示：
3、执行[3D分析]工具栏中的命令[转换]>>[TIN转换到矢量]，按下图所示指定各参数：
4、
被选中的多边形以高亮方式显示，这些小的图斑将会被合并到与之相邻且面积最大的多边形。

步骤1.将采样点数据存为Excel格式.2.Arcmap中,Tools--add xy data,将Excel加载进去,以经纬度为xy值,生成点状图层.3.打开3D analysis工具,creat TIN,然后convert TIN to raster,生成DEM.4.在ArcScene中,打开生成的DEM和照片,通过联合高程信息将照片覆盖在DEM数据层上(右击照片图层-属性-base heights-obtein heights for layer from surface 选择DEM).ArcScene9.21// 等高线或者高程点数据用3D Analyst —Create/Modify Tin--Create Tin From Feature(选择源文件（带有高程的点/线/面）Height source 高程源/hard line 硬线/软性线/点--ok--生成Tin文件)---------------------------------------------------------------------------2// 生成了Tin文件；Tin图层属性，[/1/Source--Z unit conversion factor 转换因子；/2 /Display--透明度可能用到；/3/Sysbology 符号颜色等；/4/Fields；/5/Base Heights --Height 得到高程方式（Use a constant value ……用一个常数值作为高程--一般不用这个；Obtain heights for layer from suiface 图层从某一表面，获得高程--这个符合要求，选择Tin文件表面）；Z unit conversion Z值转换因子!!！/6/Rendering 绘制---Visibility 可见性（all time/航行停止后可见/only 航行可见）；/7/Effects --shade areal……阴影（必须，不然Tin颜色相同，看不到高地区分）；Use smooth shading if possible 平滑；Optimize --优化。

tin生成dem的原理DEM（Digital Elevation Model）是数字高程模型的缩写，是一种用来描述地球表面高程信息的数学模型。

而TIN（Triangulated Irregular Network）则是一种常用的DEM生成方法之一。

本文将介绍以TIN生成DEM的原理。

TIN生成DEM的过程主要分为三步：数据采集、三角网剖分和高程插值。

第一步，数据采集。

在生成DEM之前，需要先收集地面高程数据。

常用的数据采集方法有激光雷达、航空摄影、卫星测绘等。

这些技术可以获取大量的高程点数据，以及与之相关的属性信息。

第二步，三角网剖分。

三角网剖分是将采集到的高程点数据进行三角形网格的划分。

划分后的三角形网格能够准确地描述地形的细节，同时保证相邻三角形之间的连续性。

常用的三角网剖分算法有Delaunay三角剖分算法、TIN插值算法等。

第三步，高程插值。

在三角网剖分完成后，需要对三角形网格中的每个顶点进行高程值的插值处理，以得到整个地表的高程模型。

常用的插值方法有线性插值、反距离权重插值、克里金插值等。

插值的结果即为TIN生成的DEM。

TIN生成DEM的原理基于以下假设：地表的高程变化是连续的，相邻点之间的高程变化是平滑的。

通过三角网剖分和高程插值，可以在三角形网格中准确地描述出地形的细节，并确保相邻区域的高程变化平滑过渡。

TIN生成DEM的优点在于能够准确地描述地形细节，适用于复杂地形的表达。

同时，TIN模型还具有较小的数据存储量，能够高效地进行数据处理和分析。

然而，TIN生成DEM也存在一些限制。

首先，TIN模型的生成需要大量的高程点数据，数据的采集和处理成本较高。

其次，TIN模型在描述平坦区域时可能会引入冗余信息，导致数据冗余和存储浪费。

另外，TIN模型对于大范围的地形表达可能不够准确，需要进行后期的数据处理和修正。

以TIN生成DEM的原理是通过数据采集、三角网剖分和高程插值三个步骤来构建地表高程模型。

DEM的应用包括：坡度：Slope、坡向：Aspect、提取等高线、算地形表面的阴影图、可视性分析、地形剖面、水文分析等，其中涉及的知识点有：a)对TIN建立过程的原理、方法的认识；b)掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法。

（对于这两步的教程本人之前有做过，下面教程不会再重复）c)掌握根据DEM 计算坡度、坡向的方法。

d)理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理。

e)利用ArcGIS的提供的水文分析工具进行水文分析的基本方法和步骤。

下面开始教程：工具/原料∙软件准备：ArcGIS Desktop 10.0---ArcMap(3D Analyst模块和spatial analyst模块)∙数据：DEM和TIN（使用由本人前面的教程【ArcGIS地形分析--TIN及DEM的生成，TIN的显示】得到的结果数据。

∙原始数据下载：/s/1GGzT2方法/步骤1. 1建议先看【ArcGIS地形分析--TIN及DEM的生成，TIN的显示】经验教程，因为本经验教程的数据使用的是此经验的最后结果数据！（数据会提高下载，另外本人使用的版本是10.1英文版，不过教程步骤为中文的，本人翻译过来，方便大家！有些地方和9.3差别很大，和10.0差别不大）ENDDEM应用之坡度：Slope1. 1首先，(1) 新建地图文档，加载【ArcGIS地形分析--TIN及DEM的生成，TIN的显示】经验教程中得到的DEM数据：TINGrid(2) 在【ArcToolbox】中，执行命令[3D Analyst工具]——[栅格表面]——[坡度]，参照下图所示，指定各参数：2. 2执行后，得到坡度栅格Slope_tingri1：坡度栅格中，栅格单元的值在[0 -82] 度间变化3. 3右键点击图层[Slope_TinGrid]，执行[属性命令]，设置图层[符号系统]，重新调整坡度分级。

将类别调整为5，点[分类]按钮，用手动分级法，将中断值调整为：8，15，25，35，90。

1、启动ArcCatalog，新建数据库data.mdb，在空白处右击，导入data.txt，四个字段分别为Code（设为主健）、X、Y、Z，保存为表Point。

2、启动ArcMap，Tools→Add XY Data，在“Choose a table”
中添加数据库data.mdb 中的表Point，在“X Field”和“Y Field”中分别选择字段X、Y，Edit→Select，选择/Projected CoordinateSystems→World→Mercator (world).prj，一路OK 后，离散点已被展绘到Point
Events 图层中。

3、Tools→Extensions，把3D Analyst 打上勾，Close。

右击工具栏，把3D Analyst 打上勾。

4、3D Analyst→Create→Modify TIN→Create TIN From Features，把图层Point Events 打上勾，在“Height Source”中选择字段Z，在“Output TIN”中输入TIN 的保存路径，OK 后生成了TIN。

5、3D Analyst→Surface Analyst→Contour，在“Contour Interval”中输入等高距10，在“OutputTIN”中输入Contour 的保存路径，OK 后便绘制好了等值线。

其中，生成了TIN后，可以利用3D Analyst模块下的convert-TIN to Raster将TIN转换为栅格图。

再利用ArcMap中栅格分析功能对
栅格图处理。

实验七、地形分析-----TIN及DEM的生成及应用(综合实验)一、实验目的DEM是对地形地貌的一种离散的数字表达，是对地面特性进行空间描述的一种数字方法、途径，它的应用可遍及整个地学领域。

通过对本次实习的学习，我们应：a)加深对TIN建立过程的原理、方法的认识；b)熟练掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法。

c)掌握根据DEM或TIN 计算坡度、坡向的方法。

d)结合实际，掌握应用DEM解决地学空间分析问题的能力。

二、实验准备软件准备：ArcGIS Desktop 9.x ---ArcMap(3D分析模块)实验数据：矢量图层：高程点Elevpt_Clip.shp，高程Elev_Clip.shp，边界Boundary.shp，洱海Erhai.shp三、实验内容及步骤1. TIN 及DEM 生成1.1由高程点、等高线矢量数据生成TIN转为DEM在ArcMap中新建一个地图文档(1)添加矢量数据：Elevpt_Clip、Elev_Clip、Boundary、Erhai（同时选中：在点击的同时按住Shift）(2)激活“3D Analyst”扩展模块（执行菜单命令[工具]>>[扩展]，在出现的对话框中选中3D分析模块），在工具栏空白区域点右键打开[3D分析] 工具栏(3)执行工具栏[3D分析]中的菜单命令[3D分析]>>[创建/修改TIN]>>[从要素生成TIN]；(4)在对话框[从要素生成TIN中]中定义每个图层的数据使用方式；在[从要素生成TIN中]对话框中，在需要参与构造TIN的图层名称前的检查框上打上勾，指定每个图层中的一个字段作为高度源（Height Source），设定三角网特征输入（Input as）方式。

可以选定某一个值的字段作为属性信息（可以为None）。

在这里指定图层[Erhai] 的参数：[三角网作为：]指定为[硬替换] ，其它图层参数使用默认值即可。

地形分析-----TIN及DEM的生成及应用实验目的1) 加深对TIN 建立过程的原理、方法的认识；2) 熟练掌握ArcGIS 中建立DEM、TIN 的技术方法。

3) 掌握根据DEM 或TIN 计算坡度、坡向的方法。

4) 结合实际，掌握应用DEM 解决地学空间分析问题的能力。

二、实验原理由高程点、等高线矢量数据——生成TIN——TIN转为DEM三、实验内容1.TIN 及DEM 生成1.1 由高程点、等高线矢量数据生成TIN转为DEM1.2TIN 的显示及应用2.DEM的应用2.1 坡度：Slope2.2 坡向：Aspect2.3 提取等高线2.4 计算地形表面的阴影图2.5 可视性分析2.6 地形剖面四、实验步骤1. TIN 及DEM 生成1.1 由高程点、等高线矢量数据生成TIN 转为DEM1.在ArcMap 中新建一个地图文档,添加矢量数据：Elevpt_Clip、Elev_Clip、Boundary、Erhai（同时选中：在点击的同时按住Shift）激活“3D Analyst”>>[数据管理]>>[创建TIN]；2.确定生成文件的名称及其路径，生成新的图层tin。

3.执行工具栏[3D 分析]中的命令[转换]>>[TIN 转换到栅格]，指定相关参数.1.2 TIN 的显示及应用1．在上一步操作的基础上进行，关闭除[TIN]之外的所有图层的显示，编辑图层[tin] 的属性，在图层属性对话框中，点击[符号] 选项页，将[ 边界类型] 和[ 高程] 前面检查框中的勾去掉; 点击[ 添加] 按钮，在[添加渲染] 对话框中，将[具有相同符号的边] 和[具有相同符号的结点] 这两项添加么TIN 的显示列表中。

2.将TIN 图层局部放大.4.TIN 转换为坡度多边形新建地图文档，加载图层[tin]，参考上一步操作，将[具有分级色带的表面坡度] 和[具有分级色带的表面坡向] 这两项添加到TIN 的显示列表中，在上面的对话框中，选中Slope，点击[分类] 按钮，在下面的对框中，将[类] 指定为5，然后在[间隔值] 列表中输入间隔值：[ 8, 15，25, 35, 90] ，如下图所示点击两次[确定] 后关闭图层属性对话框，图层[ tin ] 将根据指定的渲染方式进行渲染，效果如下图所示：五、实验总结通过本次实验我基本掌握了ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法；了解了TIN建立过程中的原理、方法；掌握了应用DEM解决地学空间分析问题的能力。

第四次作业生成DEM说明：本操作步骤只是一种的实现办法，其中可能也存在一些错误，仅供参考。

还有其他许多办法可以达到潘老师的作业要求。

所有步骤均在arcGIS8.1下实现。

特此说明。

胡潭高一、数据修正1、所用数据用第十一讲数据calss11，改正等高线图层中的错误。

即将属性表中ELEV字段下值为零的登高线删除，并利用Build命令重新建立拓扑关系。

二、生成TIN c_tin1、在ArcToolbox中，选择Conversion Tools下的Import to Tin工具。

在Import to Tin中选择Create Tin Wizard来生成Tin。

如下图所示：2、选择输入的coverage层的类型：Point3、选择参数ELEV4、NEXT以后，重新Add一个coverage，运用同样的办法生成一个类型为LINE的图层5、Keyword选择Mass6、最后得到如下图所示的结果，点击NEXT7、定义一个输出的TIN文件的名称8、查看信息点击完成。

至此，完成了新建c_tin 在arcmap下查看三、TIN转化成Lattice 生成c_lattice （注：此步潘老师课堂上用arcworkstation下的arctools 完成，大家也可以去试试，因为我的arcGIS没有装好，所以在arc下进行操作）1、打开arc 输入下面的命令行：Tinlattice d:\forth\class11\c_tin d:\forth\class11\c_lattice注：其中d:\forth\class11\c_tin为输入路径文件名，d:\forth\class11\c_lattice为输出路径文件名在这里，我们输入lattice的分辨率参数为10002、将新生成的c_lattice加载到ArcMap中，如下图所示：至此完成Lattice的转换四、将新生成的c_lattice在ArcToolbox中转换为Albers投影，生成名为lattice_alb的文件，albers参数再加载到ArcMap中，如下图所示：至此，完成生成名为lattice_alb的文件五、在ArcInfo Workstation下的Arc中输入命令，从而生成Hillshade数据。