DEM數(shù)據(jù)獲取方法.ppt

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1、《DEM及地學(xué)分析》第三章DEM數(shù)據(jù)獲取方法第一節(jié)DEM數(shù)據(jù)源特征準(zhǔn)備知識(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)是建立數(shù)字地面模型的基礎(chǔ)。有了地面三維信息，就能根據(jù)這些已知信息（X,Y,Z）來(lái)確定地面數(shù)字函數(shù)模型，內(nèi)插出需要的數(shù)據(jù)點(diǎn)。取得一種密集方形格網(wǎng)線結(jié)點(diǎn)處高程值，就能繪制等高線。對(duì)于圖形的數(shù)據(jù)獲取，則是記錄坐標(biāo)、屬性、特征等。獲取的原始數(shù)據(jù)，還要進(jìn)行預(yù)處理。DEM數(shù)據(jù)的主要來(lái)源地形圖攝影測(cè)量與遙感影像數(shù)據(jù)地面測(cè)量既有DEM數(shù)據(jù)地形圖數(shù)據(jù)及其特征地形圖現(xiàn)勢(shì)性現(xiàn)勢(shì)性差，但物美價(jià)廉地形圖存儲(chǔ)介質(zhì)溫度，濕度等存放環(huán)境會(huì)使地形圖圖幅產(chǎn)生不同程度的變形地形圖

2、精度地形圖精度決定地形圖比例尺、等高線密度（由等高距表示）、成圖方法有關(guān)各種不同比例尺的比較工程設(shè)計(jì)的基本用圖，實(shí)地測(cè)量我國(guó)地形圖系列的基本地形圖攝影測(cè)量/遙感影像數(shù)據(jù)及其特征現(xiàn)勢(shì)性好：獲取速度快、更新速度快、更新面積大（大范圍DEM數(shù)據(jù)的最有價(jià)值來(lái)源）相對(duì)精度和絕對(duì)精度低的遙感影像：Landsat—MSS、TM傳感器、SPOT高分辨率遙感圖像：1米分辨率的IKONOS0.61米QUICKBIRD航空遙感影像數(shù)據(jù)作為DEM數(shù)據(jù)源注意點(diǎn)遙感影像的幾何畸變遙感數(shù)據(jù)的增強(qiáng)處理遙感影像數(shù)據(jù)的空間分辨率遙感影像數(shù)據(jù)的解譯和判讀地面

3、測(cè)量數(shù)據(jù)及其特征測(cè)量?jī)x器：全球定位系統(tǒng)（GPS）、全站儀、電子平板或經(jīng)緯儀/測(cè)距儀測(cè)量要素：方向、距離和高差（三維坐標(biāo)x、y、z）用途：公路鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)、房屋建筑、場(chǎng)地平整、礦山、水利等對(duì)高程精度要求較高的工程項(xiàng)目缺點(diǎn)：工作量大，周期長(zhǎng)、更新十分困難，費(fèi)用較高現(xiàn)存DEM數(shù)據(jù)覆蓋全國(guó)范圍的1:100萬(wàn)、1:25萬(wàn)、1:5萬(wàn)數(shù)字高程模型七大江河重點(diǎn)防洪區(qū)的1:1萬(wàn)DEM省級(jí)1:1萬(wàn)數(shù)字高程模型的建庫(kù)工作也已全面展開(kāi)第二節(jié)DEM數(shù)據(jù)采樣理論基礎(chǔ)準(zhǔn)備知識(shí)DEM重點(diǎn)應(yīng)放在數(shù)據(jù)來(lái)源和輸入質(zhì)量的控制上，而不實(shí)學(xué)習(xí)復(fù)雜的內(nèi)插方法DEM是

4、實(shí)際地形表面的再現(xiàn)，其對(duì)地形表達(dá)（數(shù)字化模擬）的可信程度，很大程度上取決于原始地形采樣點(diǎn)的分布和密度地形曲面幾何特征理論基礎(chǔ)：地形表面可以劃分成點(diǎn)和線劃分成一系列的單一幾何表面組成地形表面點(diǎn)和線可以分為兩大類(lèi)：特征要素和非特征要素特征要素包括地形特征點(diǎn)和特征線特征點(diǎn)：山頂、洼地、鞍部、山腳點(diǎn)、山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)等特征線：山脊線、山谷線、各種斷裂線（陡坎、海岸線、水涯線等）（實(shí)線為山脊線，虛線為山谷線，三角形表示山頂，小園為鞍部，正方形為方向變化點(diǎn)和坡度變化點(diǎn)）非特征要素是分布在各個(gè)地形單元上的點(diǎn)和線，是為滿(mǎn)足采樣點(diǎn)密度要求而

5、加測(cè)的點(diǎn)，這些點(diǎn)線主要是用來(lái)輔助地形重建（地形測(cè)圖中的輔助等高線勾繪等）地形的復(fù)雜程度采樣點(diǎn)多少要求地形比較破碎，溝壑交錯(cuò)，這時(shí)宜多布設(shè)一些采樣點(diǎn)，以便能正確反映地形細(xì)部變化特征地形變化比較均勻平坦，則可在滿(mǎn)足密度要求的條件下，可適當(dāng)減少采樣點(diǎn)地形復(fù)雜度表達(dá)方法常用的判別方法：光譜頻率法、分?jǐn)?shù)維、地形曲率、相似性、坡度（李志林）坡度是地形復(fù)雜程度的最重要的因子？1.通過(guò)坡度可以完整地形成地形曲面2.坡度是地形曲面函數(shù)一階微分的函數(shù)(高程隨距離變化的比率),坡度的變率是地形曲面的二階微分3.區(qū)域DEM高程精度與平均坡度值之

6、間存在強(qiáng)相關(guān)4.坡度可以表示地表的陡峭方向和大小WHY地貌單元類(lèi)型DEM數(shù)據(jù)采樣除與地形的幾何特征、復(fù)雜度有關(guān)外，地貌類(lèi)型也對(duì)采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布和精度有一定影響行業(yè)地貌類(lèi)型的劃分標(biāo)準(zhǔn)地貌學(xué)黃土地貌、風(fēng)成地貌、喀斯特地貌、丹霞地貌地理學(xué)：平原、高原、丘陵、低山、高山、極高山測(cè)繪學(xué)：地表坡度和高差黃土地貌樣點(diǎn)要多，而平原地貌精度要高常用的方法：測(cè)繪學(xué)中的坡度和高差有等高線圖的計(jì)算方法無(wú)等高線圖：航測(cè)等高線圖中平均坡度計(jì)算方法P為測(cè)區(qū)的面積，為測(cè)區(qū)等高線的長(zhǎng)度，h為等高距平均坡度在測(cè)區(qū)較大或等高距不相等誤差大解決途徑：統(tǒng)計(jì)回歸方

7、法基于的思想：地形圖上的地形坡度越大等高線越密，反之，坡度越小等高線越稀方法：格網(wǎng)劃分研究區(qū)（格網(wǎng)大小取決于應(yīng)用精度要求），計(jì)算各子區(qū)域內(nèi)的等高線總長(zhǎng)度，再根據(jù)回歸分析方法統(tǒng)計(jì)計(jì)算單位面積內(nèi)等高線長(zhǎng)度值與坡度值之間的回歸模型，然后將等高線長(zhǎng)度值轉(zhuǎn)換成坡度值。坡度的計(jì)算(1,0)(0,0)(1,1)Z10Z11Z01POQRS又：所以：第三節(jié)DEM數(shù)據(jù)采樣策略與采樣方法在何處的點(diǎn)要量測(cè)記錄數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)源的三大屬性點(diǎn)分布（地理坐標(biāo)系統(tǒng)中的經(jīng)緯度或直角坐標(biāo)系統(tǒng)中的東北向坐標(biāo)值）采樣點(diǎn)的選取●規(guī)則網(wǎng)格采樣：按規(guī)則矩形網(wǎng)格進(jìn)行

8、采樣，可直接生成規(guī)則矩形格網(wǎng)的DEM數(shù)據(jù)?！駶u進(jìn)采樣：根據(jù)地形使采樣點(diǎn)合理分布，即平坦地區(qū)采樣點(diǎn)少，地形復(fù)雜區(qū)采樣點(diǎn)多●沿等高線采樣：主要用于山區(qū)采樣。●選擇采樣(特征鏈狀數(shù)據(jù))：根據(jù)地形特征進(jìn)行采樣，如沿山脊線、山谷線等進(jìn)行采集。●隨機(jī)采樣：隨機(jī)分布采樣點(diǎn)●混合采樣。注意：所有采集的數(shù)據(jù)都要按一定的空間插值方法轉(zhuǎn)換