东北大学威海分校太原理工大学数字高程模型全部复习资料

DEM

单元内部是同质的，

变化之发生在单元边界。不连续

DEM

的典型特征是

DEM

模型呈阶梯状分布。

●连续不光滑

DEM

：该种

DE M

认为

DEM

中的数据点仅仅袋便连续表面上的一个采样值，整个 曲面通过相互连接在一起的曲

面片（格网单元）来逼近，格网单元在北部市连续光滑的， 整体上呈连续分布但导数不连续，如基于点栅格的

DEM

和

TIN

●光滑

DEM

：光滑

DEM

是指一阶导数或高阶单数连续的表面，一般在区域或全局尺度上实现。光滑

DEM

可以使用数学函数

表达的地形曲面，

或是在整个区域上通过全局内插函 数所形成的

DEM

，

例如通过趋势面拟合内插所建立的

，

也可以通过

分块内插并建立各个块之间的光 滑条件形成的

DEM

。

（

3

）按范围分类

●局部

DEM

：对某一工程所建 立的小范围的

DEM

，或因为研究区域曲面变化比较复杂而将曲面划分成具有

单一结构的一个个曲面块，并在该曲面块上所建立的数字高程模型。

●地区

DEM

：介于局部和全局模型之间的

DE M

。

●全局

DEM

：全 局性

DEM

一般包含大量的数据并覆盖一个很大的区域。

4

数字高程模型的特点

（

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

5

属性数据分类的原则：

A:

系统性和科学性

：满足所涉及学 科的科学分类方法，能反映出同一类型中不同的级别特点。

B:

一致性

：对代码所定义的同一专业名词、术语必须是唯一的。

C:

标准化和通用性：

有国家或行业标准的要按标准进行，没

有标准 的必须考虑在有可能的条件下实现标准化。编码的标准化就是拟定统一的代码内容、码位长度、码位分配和码位格 式

为大家所采用。

D:

编码的简捷性：

在 满足国家标准的前提下，每一种编码应该以最小的数据量载负最大的信息量，便于计算

机 存储和处理，又具有相当的可读性。

E:

编码的可扩展性：

代码的 码位一般要求紧凑，减少冗余代码，但应考虑实用时会出

现新的类型需要加入到编码系统 中。

6

坡度是

表示地表面在该点倾斜程 度的一个量。从数学上来讲，坡度等于地表面函数在该点的切平面与水平面夹角的正切，

即

tanA=h/d

7

坡形的分类：

坡形是指局部地表坡面的曲折状态。宏观上坡形形态包括：直线形斜坡、凸形斜坡、凹形斜坡和台 阶形斜坡。

8

、坡度发生变化的点为

坡 度变化点，

简称

变坡点，

在地形纵剖面上反映了坡度变化趋势；< /p>

方向变化点

则在平面上刻画地形

的走势变化；它们也是地形 特征点。

9

、

DEM

数据源的三大属性：

（

1

）数据的分布：

数据的 分布是指采样数据位置及分布。

（

2

）数据的密度：

指采样数据的密集

程度，与研究区域的地貌类型和地形复杂程度相关。

（

3

）数据的精度：

采样数据精度与数据源、数据的采集方法和数 据采集

的仪器密切相关的。

10

、数据分级的基本原则

：

1

、客观反映数据的分布特征，以数据 的集群性作为分级数的重要依据

2

、分级界限应该在数 据变化显著特征上，使各级内部差异尽可能的小，等级之间的差异尽可能大；

3

分级的结果：一般是中间级别包含的单元多，两端级别包含的单元较 少。也有要求分级单元数近似相等；

4

根据地图的用途和要素特征，要保留个别的特征级别和分级界限；

5

为了用途的方便，应适当的保持凑整的分级界限；

1

6

对于离散分 布的现象，且物理个数不多，相邻级别的分级界限可以断开；对于连续分布现象的分级，其界限必须是相互连

接的，并要正确处理分级点的所属关系。

11

、采样（

sampling

）

：就是把时间域或空间域 的连续量转化成离散量的过程。

12

、数据采样的布点 原则：

（

1

）沿等高线采样。

在地形复杂的陡峭地 区，采用沿等高线跟踪的方式进行数据采集；而在平坦

的地区，则不宜沿等高线采样。< /p>

（

2

）规则格网采样。

通过规定

X< /p>

和

Y

轴方向的间距来形成平面格网，在立体模型上量测这些

格网点的高程。

（

3

）剖面法。

格 网法中量测点是在格网的两个方向上都规则采样，而在剖面法中，只沿一个方向即剖面方向

上采样。在剖面法中，通常情况下点以动态方式量测，而不象在规则采样中以静态方式进行。所以剖面法采样速 度较快，精

度较低。

（

4

）渐进采样。< /p>

小区域的格网间距逐渐改变，而采样也由粗到精地逐渐进行。

（

5< /p>

）选择性采样

。根据地形特征如山

脊线、山谷线、断裂线以 及离散特征点进行采样。

（

6

）混合采样。

混合采 样可建立附加地形特征的规则矩形格网

DEM

，也可

建立 没特征附加三角网混合形式的

DEM

，但其数据的存储管理与应用均较复杂。

13

、数据采样方式：

（

1

）

交互式采集

（

1

）

、

（

3

）

、

（

5

）

和 （

6

）等策略适合于利用解析测图

仪或机助测图仪进行半 自动化的交

互式数据采集。

（

2

）自动采 集：按

照相片上的规则格网利用数字影像

匹配进行数据采集；若 利用高程直接求解的影像匹配方法，也可按模型上的规则格网进行数据采集。

< br>13

、

DEM

生产涉及三个基本问题：

精度 、生产成本、效率。

14

、

DEM < /p>

质量评价标准：

1

）保凸性。

所谓保凸性，就是

f(x)

与

F(x)

有共同数量的拐点，并且拐点的位 置一致或接近。如果

两条曲线的拐点数目接近但位置较远，或位置接近但拐点数量不一致 ，就认为保凸性较差，这是对平面曲线而言的。

2

）< /p>

逼真性。

如果在逼近的定义域上，

逼近面

F(x,y )

和实际地形曲面

f(x,y)

对应点之间满足关系式：

MAXf(x,y)

?

F(x,y)

≤

σ< /p>

，

则认为逼近面达到逼真性要求。

3

）光滑 性。

对曲线来说，光滑性是指曲线上切线方向变化的连续性，或者说曲线上曲率的

连续性。实际的光滑曲面，如果逼近它的曲面含有棱角或角点，则认为曲面的光滑性较差。

15

、

DEM

生产项目设计：

对于一个

DEM

项目，最终目标是要经济、快速地生产满足一定精度要求 的

DEM

产品。即

DEM

生产涉

< br>及三个基本问题：精度、生产成本、效率。

（

1

）精度

--

数据源要有足够的精度和采样密度和表面重建的方法（ 算法）要完美—成本提高—效率降低—因此，要建立高

效规范的生产流程。

①

DEM

生产技术设计

1

项目情况归总：确定项目单位、承担单位、负责人及项目所涉及的测区概况；

2

）资料收集与分析：所有原始资料，并对这些资料进行分类整理；

3

）确定作业依据与技术标准：明确所采用的生产技术 规定、技术标准、图幅分幅、编号标准、要素分类与代码标准等，这是

指导、监督、检查 整个生产过程的基本依据。

4

）生产设备及技术力量的 配置：确定软硬件和技术力量的合理配置；

5

）制定技 术路线与流程：在整个

DEM

生产过程中，有三条主线：数据流程主线、作业流程 主线、质量控制主线，数据和质量

控制主线构成了最终成果的主要内容，二者又是作业流 程的质量评定的依据。

6

）制定操作规程：对

DEM

生产过程中影响生产效率和铲平质量等的环节都应作出明确具体的规程；

7

）制定质量控制方案：对

DME

应采取多级检查和验收制度，填写质量跟踪卡。较低级部门

100%

检查，较高级 部门抽样检查。

8

）确定上交成果：包括数据文件、图 文件、文档资料等。

9

）进度计划：为了保证生产质量 ，将整个系统的各项任务分解成具有先后顺序的各个阶段

②

DEM

生产中的注意事项

1

）根据生产项目所涉及的具体领域，确定需要加测的重要地物；

2

）高程精度难以达到正常规定精度要求的，应圈出其范围，作为

DEM

的推测区。

3

）由于

DEM

是由原始数据经过处理后形成的，因此必须保证质量，应对原始数据作严格的检查，包括检测系统误差 、偶然误

差，剔除粗差。

4

）对得到

DE M

进行编辑修改。

16

、数字高程模型 的实质：

就是一个分片的曲面（平面）模型。

17

、内插：

包含表面重建以及从重建表面提取高程信息的过程，也包含从量测的数据点或 规则格网中获取高程值并生成等高

线的过程。

18

、不规则三角网

TIN

：

（

1

）概念：

是用一系列互不交叉、互不重叠的连接在一起的三角形来表示地形表面。

TIN

既是矢量

结构又有栅格的空间铺盖特征，能很好地 描述和维护空间关系。

（

2

）形成：< /p>

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。

< br>（

3

）优点：

a.

从表达地形信息角度来看 ，它能以不同层次的分辨率来表述地形表面。

b

.

与格网数据相比 ，

TIN

在某一特定分

辨率下能用更少的空间和时间更精 确地表示更复杂的表面。特别当地形包含大量特征如断裂线、构造线时

TIN

能更 好地顾及

这些特征，更精确合理地表达地形表面。

（

4

）基本要求：

是唯一的

; B .

力求最佳的三角形几何形状，每个三角形尽量接近等边形状

;C

保证最临近的点构成三

2