專業(yè)論文數(shù)字高程模型論文數(shù)字搶答器論文數(shù)字高程模型的建立及應(yīng)用

1、管理論文 專業(yè)論文 教育論文 管理論文 專業(yè)資料下載盡在豆丁 數(shù)字高程模型論文數(shù)字搶答器論文數(shù)字高程模型的建立及應(yīng)用摘要:數(shù)字高程模型是基礎(chǔ)測繪的重要產(chǎn)品之一,是地理信息系統(tǒng)不可缺少的數(shù)據(jù)源,本文結(jié)合測繪生產(chǎn)的實際情況,介紹了建立dem的幾種常用方法和dem的應(yīng)用。 關(guān)健詞:數(shù)字高程模型 dem的表示法 dem的建立 dem的應(yīng)用 1.引言 數(shù)字高程模型( digital elevation model 簡稱 dem ) 是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型,是數(shù)字地形模型(digital terrain model,簡稱dtm)的一個分 支。它是在高斯投影平面上規(guī)則格網(wǎng)點平

2、面坐標( x,y )及其高程( z )的數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集從數(shù)學(xué)上描述了該區(qū)域地貌形態(tài)的空間分布,通過dem數(shù)據(jù),我們可以很方便地將其轉(zhuǎn)換為等高線圖、透視圖、坡度圖、斷面圖、暈渲圖、與數(shù)字正射影像復(fù)合生成景觀圖等各種專題圖的圖解產(chǎn)品,或者按用戶需求計算出體積、空間距離、表面覆蓋面積等工程數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)。因此,數(shù)字高程模型有著廣泛的應(yīng)用前景,它是地理信息系統(tǒng)不可缺少的數(shù)據(jù)源,本文就dem的表示法、dem的建立及應(yīng)用作一簡單介紹。 2.dem的表示法 一個地區(qū)的地表高程的變化可以采用多種方法表達,用數(shù)學(xué)定義的表面或點、線、影像都可用來表示dem。 2.1 數(shù)學(xué)方法 用數(shù)學(xué)方法來表達,可以采用整體擬合

3、方法,即根據(jù)區(qū)域所有的高程點數(shù)據(jù),用傅立葉級數(shù)和高次多項式擬合統(tǒng)一的地面高程曲面。也可用局部擬合方法,將地表復(fù)雜表面分成正方形規(guī)則區(qū)域或面積大致相等的不規(guī)則區(qū)域進行分塊搜索,根據(jù)有限個點進行擬合形成高程曲面。 2.2 圖形方法 2.2.1線模式 等高線是表示地形最常見的形式。其它的地形特征線如山脊線、谷底線、海岸線及坡度變換線等也是表達地面高程的重要信息源。 2.2.2點模式 用離散采樣數(shù)據(jù)點建立dem是dem建立常用的方法之一。在地形圖上這些離散點以高程點的形式表現(xiàn)出來。離散數(shù)據(jù)采樣可以按規(guī)則格網(wǎng)采樣,可以是密度一致的或不一致的;可以是不規(guī)則采樣,如不規(guī)則三角網(wǎng)、鄰近網(wǎng)模型等;也可以有選擇性

4、地采樣,采集山峰、洼坑、隘口、邊界等重要特征點。 3. dem的建立 建立dem的方法有多種,以數(shù)據(jù)源及采集方式來劃分主要有以下幾種。 3.1 地面測量 利用gps、全站儀、rtk等儀器在野外實地測量,并自動記錄測量數(shù)據(jù),將這些數(shù)據(jù)通過串行通訊,輸入計算機中進行處理,直接獲取各測量點的三維坐標。當點數(shù)達到一定密度后,即可生成一定精度的dem。 3.2現(xiàn)有地圖數(shù)字化 利用手扶跟蹤數(shù)字化儀或掃描數(shù)字化儀,對已有地形圖上的信息如等高線、高程點進行采集,然后通過內(nèi)插的方法生成dem。dem內(nèi)插方法很多,主要有分塊內(nèi)插 、部分內(nèi)插和單點移面內(nèi)插三種。目前常用的算法是通過等高線和高程點建立不規(guī)則的三角網(wǎng)(

5、簡稱tin)。然后在tin基礎(chǔ)上通過線性和雙線性內(nèi)插建立dem。如下圖所示: 等高線tindem 3.3 數(shù)字攝影測量方法 數(shù)字攝影測量方法是dem數(shù)據(jù)采集最常用的方法之一。它是以數(shù)字影像為基礎(chǔ),通過計算機進行影像匹配,自動相關(guān)運算識別同名象點得其象點坐標,并根據(jù)少量的野外像控點進行空三加密,建立各像對的立體模型。在jx4或virtuozont等相關(guān)數(shù)字攝影測量軟件的支持下,對各像對進行特征點線(如山脊線、山谷線、地形突變地區(qū)線、峰頂、谷底、鞍部及地形突變點)、非相關(guān)區(qū)(河流、沙灘、房屋群或陰影等相關(guān)不好的區(qū)域)、水域區(qū)(湖泊、水庫等無高差的區(qū)域)及森林覆蓋區(qū)的量測,并將格網(wǎng)上的各點通過立體觀

6、測編輯到地面上,生成單一像對的dem,通過dem的接邊鑲嵌功能生成測區(qū)內(nèi)總的dem。 4. dem的應(yīng)用 由于dem描述的是地面高程信息,它在測繪、水文、氣象、地貌、地質(zhì)、土壤、工程建設(shè)、 通訊、氣象、軍事等國民經(jīng)濟和國防建設(shè)以及人文和自然科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 4.1 dem可用于繪制等高線、坡度圖、坡向圖、立體透視圖、立體景觀圖,并應(yīng)用于制作正射影像圖、立體地形模型及地圖的修測。 4.2 dem在工程建設(shè)中可用于體積和面積計算、土方量的計算、各種剖面圖的繪制及線路的設(shè)計和通視情況的分析。 4.3 dem在軍事上可用于導(dǎo)航(包括導(dǎo)彈及飛機的導(dǎo)航)、通訊、作戰(zhàn)任務(wù)的計劃、觀察哨所的設(shè)定等。

7、4.4 在環(huán)境與規(guī)劃中,dem可用于土地現(xiàn)狀的分析、各種規(guī)劃及洪水險情預(yù)報等。還可將dem作為背景疊加各種專題信息如土壤、土地利用及植被覆蓋數(shù)據(jù)等,以便進行顯示與分析。 4.5 在防洪減災(zāi)方面,dem是進行水文分析如匯水區(qū)分析、水系網(wǎng)絡(luò)分析、降雨分析、蓄洪計算、淹沒分析等的基礎(chǔ) 以上介紹的是dem常用的建立方法和常見功能,無論是哪一種建立方法,均存在著誤差,這些誤差主要是由原始數(shù)據(jù)的采集誤差和高程內(nèi)插誤差共同決定的。如果采集的數(shù)據(jù)點太稀會降低dem的精度;數(shù)據(jù)點過密,又會增大數(shù)據(jù)量、處理的工作量和不必要的存儲量。因此在dem數(shù)據(jù)采集之前,需按照所要達到的精度確定合理的取樣密度,或者在dem數(shù)據(jù)采集過程中根據(jù)地形復(fù)雜程度動態(tài)調(diào)整采樣點密度。我們期待著能尋找到更加科學(xué)的算法和手段,以達到dem精度和時效的雙重追求。 參考