数字高程模型(新版)

数字高程模型的创建与分析数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是用于描述地表地形形态的重要工具。

创建和分析DEM可以帮助我们更好地理解地表地形，对于地理科学、城市规划、水资源管理等领域具有重要意义。

本文将介绍数字高程模型的创建和分析方法，并探讨其在不同领域的应用。

一、数字高程模型的创建数字高程模型的创建主要包括数据采集、数据处理和数据插值三个步骤。

首先，需要收集地形数据，常用的数据来源有航空航天遥感数据、地面测量数据和卫星遥感数据等。

这些数据可以包括高程点、地形曲线、高程线等。

其次，在数据处理阶段，需要对收集到的数据进行预处理，包括去除噪声、填补数据空缺等。

最后，在数据插值阶段，需要使用插值算法将离散的数据点插值为连续的高程表面。

常用的插值方法有反距离加权法、样条插值法等。

二、数字高程模型的分析数字高程模型的分析主要包括可视化分析、剖面分析和地形指数分析三个方面。

首先，可视化分析可以将数字高程模型以立体、等高线、坡度等方式可视化展示，帮助我们更好地理解地表地形的分布特征。

其次，剖面分析是通过选择两点，提取其之间的剖面线数据，并进行分析。

这可以帮助我们研究地表地形的变化趋势、地形起伏程度等信息。

最后，地形指数分析通过计算一系列地形指数，如坡度指数、坡向指数等，来探究地形特征的空间分布规律。

三、数字高程模型的应用数字高程模型在各个领域都有广泛的应用。

在地理科学领域，数字高程模型可以帮助我们研究地表地形的形成和演化，探索地球科学的基本规律。

在城市规划领域，数字高程模型可以模拟城市的地形特征，为城市规划和土地利用提供科学依据。

在水资源管理领域，数字高程模型可以用于水文模拟和水资源评估，帮助我们合理规划水资源利用。

此外，数字高程模型还可以应用于环境保护、农业生产等领域，为相关研究提供支持。

总结起来，数字高程模型的创建和分析是一项重要的地理科学研究工具。

通过数字高程模型的创建，可以真实、准确地描述地表地形的形态，为后续的分析提供基础数据。

数字高程模型（DEM）——知识汇总一、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：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（Advanced Land 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（AVNIR-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10m分辨率数据12.5m分辨率数据来源： databox.store/product/Details/344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。

实验四数字高程模型（DEM）建立及应用
一，实验目的：
1,，理解和掌握DEM的基本知识；
2，掌握MapGIS中建立DEM的方法；
3，了解DEM在林业生产中的应用领域。

二，实验资料及预处理：
1，火地塘林场1:10000局部地形图；
2，完成上述地形图的等高线矢量化及编辑处理工作，注意，每条等高线必须赋予相应的高程值，然后保存在磁盘上备用。

三，试验方法及步骤：
1，进入MapGIS的DTM分析模块，见图：
DTM分析
2，进入“点线处理”菜单，对等高线进行检查（如漏填等距，等高线不连续等问题），然后进行“等高线点/线栅格化处理”或“等高线
点/线三角化处理”，并以Grid方式或Tin方式保存。

3，分别选择GRD模型或TIN模型进行地图因子的计算和制图。

一，电子沙盘
四，结论：
由于等高线的值有可能输入错误，电子沙盘可能有问题。

4、样条函数内插法



该方法是将某一欲插值的区域分成若干块，对 每一分块定义出一个不同的多项式曲面； 为了保证各分块曲面之间的光滑性，必须保证 所确定的ｎ次多项式曲面与相邻分块的边界上 所有(n-1)次的导数都连续；这时的ｎ次多项式 就称为样条函数； 这种方法属于曲面拟合范畴，对于规则网格数 据，由该法可对每个点的高程重新插值；
第五讲 数字高程模型内插

空间插值常用于将离散点的测量数据加密和扩 展，以便与其他空间现象的分布模式进行比较， 它包括： 空间内插算法：通过已知点的数据推求同一区 域其他未知点数据的计算方法；
空间外推算法：通过已知区域的数据，推求其 他区域数据的方法。


空间插值
在以下几种情况下必须作空间插值：
1）现有的离散点的分辨率，像元大小或方向与所要求的 不符，需要重新插值。例如将一个扫描影像（航空像 片、遥感影像）从一种分辨率或方向转换到另一种分 辨率或方向的影像。 2）现有的连续曲面的数据模型与所需的数据模型不符， 需要重新插值。如将一个连续的曲面从一种空间切分 方式变为另一种空间切分方式，从TIN到栅格、栅格 到TIN或矢量多边形到栅格。 3）现有的数据不能完全覆盖所要求的区域范围，需要插 值。如将离散的采样点数据内插为连续的数据表面。
移动曲面拟合法 加权平均法 Voronoi图法 顾及地貌特征的逐点内插
1、移动曲面拟合法

对每个待插点，选其邻近的n个数据点拟合一个 多项式曲面，如：

移动曲面拟合法的关键是解决两方面的问题：


如何确定待插点的最小邻域范围以保证有足够的参考 点？ 如何确定各参考点的权重
1、移动曲面拟合法

采用的具体方法视具体情况 而定，但一般采用如下解决 方案：