第七章数字高程模型及其应用

《高等摄影测量》主讲：王树根武汉大学遥感信息工程学院The third DimensionDEM与DSM的区别与联系进一步关于DEM和DSM关于数字目标模型DOMq 目标是广义的，大到一个数字地球或数字 城市关于数字目标模型DOMq 小到一个建筑物、工业零件或细胞关于3D空间数据的可视化3D建模与可视化研究发展趋势q 摄影测量（遥感）的研究体现出从大 到小的研究趋势 q 计算机视觉的研究体现出从小到大的 研究趋势 q 数字摄影测量与计算机视觉的结合与建模和可视化有关的几个术语q Aliasing: 指对信号（几何、纹理）的一 种欠采样现象，造成结果的不真实痕迹欠采样与建模和可视化有关的几个术语q Breakline: 指断裂线、特征线等，需要 在多边型格网中体现出来 q Level of Detail (LoD): 涉及信息的量或 复杂性，LoD通常是目标物与观察者之 间距离的函数与建模和可视化有关的几个术语q Mesh: 指表面网格（眼），是一些连续 的三角形或四边形的集合 三种形式 规则格网 不规则三角格网（TIN） 混合式不同类型格网的比较规则（矩形）格网 存储量小，便于使 优 点 用和管理 不能准确地表示地 缺 点 形的结构和细部 不规则三角形 （或称TIN） 能较好地顾及地貌 的特征点、线 数据量大；数据结 构复杂，因而使用 和管理也较复杂混合式格网将结合两者的优点与建模和可视化有关的几个术语 q任何一个Mesh都将包括:ü顶点（vertices） ü边缘（edges） ü面（face） 通常采用有限元的方法 来产生一个表面网格与建模和可视化有关的几个术语q Modeling: 指建模，是关于目标物体的 数学结构或计算机表示。

它实际上是通 过定义一系列的三维点（Xi,Yi,Zi）阵 列，这些点通过数学模型连接在一起， 以便生成多边形，再用多边形（格网） 来表达目标（表面）。

使用数字高程模型进行测绘分析的最佳实践与案例分享近年来，随着技术的不断进步，数字高程模型成为测绘领域中重要的工具，其在地理信息系统（GIS）和地形分析中的应用被广泛认可。

本文将介绍数字高程模型的基本概念和原理，并分享一些最佳实践和应用案例。

首先，我们来了解一下数字高程模型是什么。

数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）是用于描述地面表面高程的数字化数据模型，通过离散的点或像素表示地面高程值。

它可以通过激光雷达、航空摄影测量或卫星数据等方式进行采集。

在数字高程模型的应用中，最常见的就是地形分析。

地形分析是指利用数字高程模型对地形特征进行识别、描述和量化的过程。

通过地形分析，我们可以获取地形的坡度、坡向、高程、等高线、地形阴影等信息，从而对地理现象进行研究和分析。

在进行测绘分析时，首先需要选择合适的数字高程模型数据。

通常，数据的分辨率越高，所提供的地面细节和精度越精确。

可以选择从卫星或航空摄影测量中获取的DEM数据，也可以使用激光雷达技术获取的数值高程模型数据。

选择合适的数据源是确保后续分析结果准确和可靠的重要一步。

除了数据的选择，为了得到准确的测绘结果，还需要进行数据处理和分析。

首先，进行数据预处理，包括去除噪声、填补漏洞和校正等步骤。

然后，根据需求进行地形分析，比如计算坡度和坡向、提取等高线、进行地形切割等。

最后，将分析结果进行可视化展示，以便于人们直观地理解和利用。

下面，我们来分享一些数字高程模型在测绘分析中的典型应用案例。

第一个应用案例是地形坡度分析。

通过使用数字高程模型，我们可以计算出地面的坡度，从而评估地表的陡峭程度和适宜的用地类型。

比如，在城市规划中，可以通过坡度分析来确定建筑物的合适位置，以确保建筑物在地形上的稳定性。

第二个应用案例是水文分析。

数字高程模型可以帮助我们模拟和预测水文过程，比如洪水、水流路径和水库蓄水容量等。

通过对DEM数据进行处理和分析，可以得到流域边界、河流网络以及洼地等重要水文参数，为水资源管理和防洪工作提供决策支持。

数字高程模型数据在测绘技术中的应用方法数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）是一种将地理区域的地形高度信息以数字化的形式呈现的技术。

在测绘技术领域中，数字高程模型数据的应用方法具有重要的意义。

通过利用DEM数据，可以进行地形分析、地形模拟、地形测量等多种地理信息的应用。

本文将讨论数字高程模型数据的应用方法，以及其在测绘技术中的作用。

数字高程模型数据可以通过多种方式获取，其中最常见的方法是利用航空影像数据进行测量和计算。

通过在航空影像中提取地物的高程信息，可以生成精确的数字高程模型数据。

其他获取DEM数据的方法包括激光雷达测量、卫星遥感等。

这些技术的发展使得数字高程模型数据的获取变得更加精确和方便。

在测绘技术中，数字高程模型数据可以应用于地形分析。

地形分析是指对地理区域地形特征和地貌的研究和描述。

通过DEM数据，可以对地区的山脉、河流、湖泊等地形特征进行定量分析，得到地形剖面和地形特征参数。

这些分析结果对于地理学研究、土地规划和工程建设具有重要的参考价值。

另外，数字高程模型数据还可以应用于地形模拟。

地形模拟是指通过数字高程模型数据对地理区域进行可视化和模拟。

利用DEM数据，可以生成真实的地形模型，通过计算机的三维图形技术，可以将地理区域的地形特征进行三维模拟。

这对于军事规划、城市规划以及环境保护等方面具有重要的应用价值。

此外，数字高程模型数据还可以应用于地形测量。

地形测量是指对地理区域地貌特征和地形变化进行测量和监测的技术。

通过DEM数据，可以进行地形测量并得到精确的地形高度信息。

这对于土地资源开发、灾害预防和自然环境保护具有重要的作用。

总的来说，数字高程模型数据在测绘技术中具有广泛的应用方法。

通过对DEM数据的分析和处理可以进行地形分析、地形模拟和地形测量等多种应用。

这些应用方法为地理学研究、城市规划、土地资源开发以及环境保护等领域提供了重要的技术手段和决策依据。

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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。

测绘技术中的数字高程模型与地形信息提取与应用实践导言随着科技的不断发展，测绘技术在地理信息系统和地理空间数据应用中起着至关重要的作用。

其中，数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）以及地形信息的提取与应用成为了测绘技术的热点之一。

本文将从数字高程模型的原理介绍、地形信息提取方法以及实际应用实践等方面，探讨测绘技术在数字高程模型和地形信息中的重要性和应用价值。

一、数字高程模型的原理介绍数字高程模型是利用现代测绘技术获得地表特征、地形表达和地貌变化的数值模型。

其原理主要基于测绘仪器的测量数据和图像处理技术，通过对地形点的高程信息进行采集和分析，得出一个精确的数学模型。

数字高程模型的精确性和准确性是保证地理空间数据质量的关键。

常见的数字高程模型有两种类型：数字地面模型（Digital Terrain Model，简称DTM）和数字地表模型（Digital Surface Model，简称DSM）。

DSM代表地表物体和施工物体的表面，而DTEM指地表未受任何物体影响的表面。

数字高程模型在测绘技术中的应用范围广泛，包括城市规划、地质勘探、灾害模拟等。

二、地形信息提取的方法地形信息的提取是数字高程模型应用的关键环节。

地形信息主要包括山地地形的特征、地貌的类型以及地势的变化等。

以下将介绍几种常见的地形信息提取方法：1. 三角网与插值法：在数字高程模型的构建中，三角网与插值方法被广泛应用。

三角网创建了三角形网格，通过得到每个点的坐标和高程数据建立DEM。

插值法则通过计算已知点之间的数值，通过插值得出未知点的数值。

2. 遥感影像处理：遥感技术通过卫星图像获取地表数据，因此在数字高程模型中，遥感影像处理起到了非常重要的作用。

通过遥感影像的处理，可以获得更丰富的地表信息，为地形信息提取提供了新的途径。

3. 光学测量：利用光学测量技术，可以在地表建立控制网，通过测量来获得各点的高程数据。