第七章數(shù)字高程模型及其應(yīng)用

數(shù)字高程模型及其應(yīng)用《攝影測量學(xué)》第七章7.1概述7.2數(shù)據(jù)預(yù)處理7.3數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)內(nèi)插方法7.4數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)7.5數(shù)字高程模型應(yīng)用算法概述

數(shù)字地面模型DTM（DigitalTerrainModel）Miller教授1956年提出來。用于各種線路(鐵路、公路、輸電線)的設(shè)計(jì)、各種工程面積、體積、坡度的計(jì)算，任意兩點(diǎn)間可視性判斷及繪制任意斷面圖。數(shù)字地面模型的概念在模擬攝影測量與解析攝影測量中，通常將地面上的信息（地貌、地物以及各種名稱）用圖形與注記的方式表示在圖紙上，例如用等高線、地貌符號(hào)以及必要的數(shù)字注記表示地形。用各種不同的符號(hào)與文字注記表示地物的位置、形狀及特征，這就是常用的地形圖，其優(yōu)點(diǎn)是比較直觀，便于人工使用；缺點(diǎn)是不便于管理，特別是無法被計(jì)算機(jī)直接利用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)的發(fā)展以及生產(chǎn)實(shí)踐的要求，這種傳統(tǒng)的紙載地圖將逐漸被數(shù)字化產(chǎn)品所取代，其典型產(chǎn)品就是數(shù)字地圖與數(shù)字地面模型。數(shù)字地面模型的概念數(shù)字地面模型DTM:簡單來說用數(shù)字形式表示地面信息，在坐標(biāo)系中以一系列離散點(diǎn)和規(guī)則點(diǎn)表示地面形態(tài)特征的數(shù)據(jù)集合，是地形表面形態(tài)等多種信息的一個(gè)數(shù)字表示.DTM是定義在某一區(qū)域D上的m維向量有限序列：

{Vi,i=1,2,…,n}其向量Vi=（Vi1，Vi2，…，Vin）的分量為地形Xi，Yi，Zi（（Xi，Yi）∈D）、資源、環(huán)境、土地利用、人口分布等多種信息的定量或定性描述。

數(shù)字高程模型DEM（DigitalElevation

Model）或DHM(DigitalHeightModel)是表示區(qū)域D上地形的三維向量有限序列｛Vi=（Xi，Yi，Zi），i=1，2，…n｝其中（Xi，Yi）∈D是平面坐標(biāo)，Zi是（Xi，Yi）對(duì)應(yīng)的高程.數(shù)字高程模型的概念嚴(yán)格的定義：指在某一區(qū)域上以高程表達(dá)地面起伏狀態(tài)的有序陣列。DTM的特點(diǎn)可直接輸入計(jì)算機(jī)，可供各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)利用以多種形式顯示地形信息精度不會(huì)損失容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化數(shù)字高程模型DEM表示形式

規(guī)則矩形格網(wǎng)

利用一系列在X，Y方向上都是等間隔排列的地形點(diǎn)的高程Z表示地形，形成一個(gè)矩形格網(wǎng)DEM。DEM的表示形式，按其結(jié)構(gòu)形式分為規(guī)則格網(wǎng)、散點(diǎn)、等值線、曲面、線路、平面多邊形和空間多邊形等多種數(shù)字地面模型。常用的為規(guī)則格網(wǎng)與不規(guī)則三角網(wǎng)兩種。存貯量最小、便于使用管理。缺點(diǎn)是有時(shí)不能準(zhǔn)確表示地形的結(jié)構(gòu)與細(xì)部。

Xi=X0+i*DX（i=0，1，···，m）Yi=Y0+j*DY（j=0，1，···，n）

規(guī)則矩形格網(wǎng)(X0,Y0)DxDy其任意一個(gè)點(diǎn)P的平面坐標(biāo)可根據(jù)該點(diǎn)在DEM的行列數(shù)i、j及存放在該DEM文件中的基本信息推算出來。規(guī)則格網(wǎng)DEM的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)量小，便于使用與管理?？梢院苋菀椎赜糜?jì)算機(jī)進(jìn)行處理，特別是柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地理信息系統(tǒng)。它還可以很容易地計(jì)算等高線、坡度坡向、山坡陰影和自動(dòng)提取流域地形，使得它成為DEM最廣泛使用的格式，目前許多國家提供的DEM數(shù)據(jù)都是以規(guī)則格網(wǎng)的數(shù)據(jù)矩陣形式提供的。缺點(diǎn)：不能準(zhǔn)確表示地形的結(jié)構(gòu)與細(xì)部；格網(wǎng)過于粗略，不能精確表達(dá)某些重要的地形特征，如山峰、洼坑、山脊、山谷等。如不改變格網(wǎng)大小，則無法適用于起伏程度不同的地區(qū)；在地形簡單、平坦的地區(qū)存在大量冗余數(shù)據(jù)；

不規(guī)則三角網(wǎng)DEM（TINTriangulatedIrregularNetwork

）將按地形特征采集的點(diǎn)按一定規(guī)則連接成覆蓋整個(gè)區(qū)域且互不重疊的三角形，構(gòu)成的一個(gè)由不規(guī)則的三角網(wǎng)表示的DEM

。能較好地顧及地貌特征點(diǎn)、線，表示復(fù)雜地形表面比矩形格網(wǎng)精確。缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，使用與管理也較復(fù)雜。

矩形格網(wǎng)三角同混合形式DEM德國Ebner教授等提出了Grid-TIN混合形式的DEM,一般地區(qū)使用矩形網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（根據(jù)地形采用不同密度的格網(wǎng)），沿地形特征則附加三角網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Grid-TIN混合網(wǎng)1、野外實(shí)地測量利用全自動(dòng)記錄的全站儀在野外實(shí)測。這種全站儀一般都有微處理器，它可自動(dòng)記錄與顯示有關(guān)數(shù)據(jù)，還能進(jìn)行多種測站上的計(jì)算工作。其記錄的數(shù)據(jù)可以通過串行通訊，輸入其它計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。

數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)獲取為了建立DEM，必需量測一些點(diǎn)的三維坐標(biāo)，被量測三維坐標(biāo)的這些點(diǎn)稱為數(shù)據(jù)點(diǎn)。DEM的數(shù)據(jù)采集，有野外常規(guī)數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)有地形圖數(shù)字化、攝影測量法數(shù)據(jù)采集和由遙感系統(tǒng)直接測得。2、已有地圖數(shù)字化數(shù)字化：是利用數(shù)字化儀對(duì)已有的地形圖上的信息（如等高線）進(jìn)行數(shù)字化的方法。也就是指把圖形、文字等模擬信息轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別、處理、貯存的數(shù)字信息的過程。手扶跟蹤數(shù)字化儀特點(diǎn)：數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中比較容易處理，但速度慢，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大掃描數(shù)字化儀：對(duì)地圖掃描后，再進(jìn)行矢量化。特點(diǎn)：效率高，但對(duì)軟件要求高攝影測量法包括航空攝影測量法和地面立體攝影測量法。它是利用所攝的具有地表影像的像片，根據(jù)“光學(xué)模擬投影”原理，用立體測圖儀、立體坐標(biāo)儀或根據(jù)“數(shù)字投影”原理，用帶自動(dòng)記錄接口的解析測圖儀，在所模擬的地面立體模型上進(jìn)行人工或半自動(dòng)量測數(shù)據(jù)的模擬測圖和解析測圖技術(shù)。3、攝影測量方法3、攝影測量方法模擬機(jī)助系統(tǒng)、解析測圖系統(tǒng)、數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)采樣方式：沿等高線采樣4、由遙感系統(tǒng)直接測得

GPS、雷達(dá)、激光測高儀（LIDAR）等LIDAR(LightDetectionandRanging)LIDAR四、DEM的建立

數(shù)據(jù)采集：獲取建立DEM所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（稱為數(shù)據(jù)點(diǎn)）。數(shù)據(jù)處理：以數(shù)據(jù)點(diǎn)為依據(jù)，用某種數(shù)學(xué)模型擬合地表面，進(jìn)行內(nèi)插加密計(jì)算，以獲得符合要求的DEM。數(shù)據(jù)記錄：將數(shù)據(jù)及使用的程序以數(shù)字的形式記錄于存儲(chǔ)器中。五、DEM的應(yīng)用作為國家地理信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：我國現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)4D產(chǎn)品的建設(shè)。即：DLG、DEM、DOM、DRG。前3D作為國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(NSDl)的框架數(shù)據(jù)。各種線路設(shè)計(jì)與各種工程中，用于面積、體積的計(jì)算，各種斷面圖的繪制等；在測繪中，用于繪制等高線，坡度、坡向圖，立體透視圖，制作正射影像及地圖的修測等；

軍事上，用于導(dǎo)航及導(dǎo)彈制導(dǎo)；在遙感中，可作為分類的輔助數(shù)據(jù)；是GIS的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可用于土地利用現(xiàn)狀的分析、合理規(guī)劃、及洪水險(xiǎn)情預(yù)報(bào)；

工業(yè)上，可利用數(shù)字表面模型（DSM）繪制出表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物體的形狀。六、數(shù)字地面模型的發(fā)展過程

50年代末概念形成

60-70年代對(duì)DTM的內(nèi)插問題進(jìn)行研究

70年代中、后期對(duì)采樣方法進(jìn)行研究

80年代以來，全方位對(duì)DTM進(jìn)行研究國家測繪局1994年建成了全國1:100萬數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫；1998年完成全國1:25萬數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫建設(shè)；1999年建設(shè)七大江河（松花江、遼河、海河、黃河、淮河、長江、珠江）重點(diǎn)防范區(qū)1:1萬數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫；2002年建成全國1:5萬數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫；各省正在建立本轄區(qū)1:1萬數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫。我國DEM的建設(shè)情況著名的DTM軟件包

德國Stuttgart大學(xué)研制的SCOP程序Munich大學(xué)研制的

HIFI程序Hannover大學(xué)研制的TASH程序奧地利Vienna工業(yè)大學(xué)研制SORA程序瑞士Zurich工業(yè)大學(xué)研制的CIP程序。7.2數(shù)據(jù)預(yù)處理DEM的數(shù)據(jù)預(yù)處理是DEM內(nèi)插之前的準(zhǔn)備工作。1、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集的軟、硬件不同，格式也可能不同。需要轉(zhuǎn)換成軟件要求的數(shù)據(jù)格式。2、坐標(biāo)變換將數(shù)據(jù)變換成地面坐標(biāo)系中，地面坐標(biāo)系一般采用國家坐標(biāo)系，也可采用局部坐標(biāo)系。3、數(shù)據(jù)編輯剔除錯(cuò)誤、重復(fù)、過密的點(diǎn)4.柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換掃描的圖是柵格形式，須經(jīng)過二值化處理，再經(jīng)過濾波或形態(tài)學(xué)處理，并進(jìn)行邊緣跟蹤，獲取等高線上按順序排列的點(diǎn)坐標(biāo)，即換成矢量形式。5.數(shù)據(jù)分塊數(shù)據(jù)采集方式不同，數(shù)據(jù)的排列順序也不同。一般情況下，為了保證分塊單元的連續(xù)性，相鄰單元間要有一定的重疊度。數(shù)據(jù)分塊方法：（1）先將整個(gè)區(qū)域分成等間隔的格網(wǎng)（通常比DEM格網(wǎng)大）（2）將數(shù)據(jù)點(diǎn)按格網(wǎng)進(jìn)行存儲(chǔ)交換法鏈指針法（1）交換法

將數(shù)據(jù)按分塊格網(wǎng)的順序進(jìn)行交換，使屬于同一分塊格網(wǎng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)連續(xù)存放在一片連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)域中，同時(shí)建立一個(gè)索引文件，記錄每一塊數(shù)據(jù)的第一點(diǎn)在數(shù)據(jù)文件中的記錄號(hào)，由后一塊數(shù)據(jù)第一點(diǎn)的序號(hào)減去該塊數(shù)據(jù)第一點(diǎn)的序號(hào)，就能得到這個(gè)塊中數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，從而迅速找出屬于該塊的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)。不需要增加存儲(chǔ)量，但計(jì)算處理時(shí)間較多。（2）鏈指針法

對(duì)于每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，增加一個(gè)存儲(chǔ)單元（鏈指針），存放屬于同一個(gè)分塊格網(wǎng)中下一個(gè)點(diǎn)在數(shù)據(jù)文件中的序號(hào)，對(duì)該分塊格網(wǎng)中的最后一個(gè)點(diǎn)存放一個(gè)結(jié)束標(biāo)志。同時(shí)建立一個(gè)索引文件，記錄每一塊數(shù)據(jù)的第一點(diǎn)在數(shù)據(jù)文件中的記錄號(hào)。檢索時(shí)由索引文件得到該塊的第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，再由第一個(gè)點(diǎn)的鏈指針檢索出該塊的下一個(gè)點(diǎn)，直到檢索出該塊中的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)。計(jì)算處理時(shí)間短，但要增加存儲(chǔ)量。6.子區(qū)邊界提取

根據(jù)離散點(diǎn)內(nèi)插規(guī)則格網(wǎng)DEM，通常將地面看作光滑的連續(xù)曲面，但地面并不光滑，因此需要將地面分成若干子區(qū)，使每個(gè)子區(qū)的表面成為一個(gè)連續(xù)光滑曲面。應(yīng)該采用相應(yīng)的算法提取這些子區(qū)的邊界。7.3數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)內(nèi)插方法DEM內(nèi)插就是根據(jù)參考點(diǎn)上的高程求出其它待定點(diǎn)上的高程，整體內(nèi)插

對(duì)整個(gè)區(qū)域使用一個(gè)數(shù)學(xué)模型，即一個(gè)多項(xiàng)式函數(shù)，利用區(qū)域內(nèi)所有已知點(diǎn)的數(shù)據(jù)解求待定參數(shù)，以建立區(qū)域的擬合模型。分塊內(nèi)插

分塊內(nèi)插是把整個(gè)區(qū)域分成若干子塊，對(duì)每一子塊使用一個(gè)函數(shù)擬合該區(qū)域內(nèi)的地表面，利用該塊內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)求解待定參數(shù)。分塊以每一待定點(diǎn)為中心，定義一個(gè)局部函數(shù)去擬合周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)。逐點(diǎn)內(nèi)插法十分靈活，精度較高，計(jì)算方法簡單又不需很大的計(jì)算機(jī)內(nèi)存，但計(jì)算速度可能比較慢逐點(diǎn)內(nèi)插法

DEM內(nèi)插主要思路：選擇一個(gè)合理的數(shù)學(xué)模型，利用已知點(diǎn)上的信息求出數(shù)學(xué)模型中的待定參數(shù)，再內(nèi)插出待定點(diǎn)的高程。

關(guān)鍵：使用的插值函數(shù)及待定點(diǎn)鄰域的確定。1.移動(dòng)曲面擬合法以每一待定點(diǎn)為中心，定義一個(gè)局部函數(shù)去擬合周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)。逐點(diǎn)內(nèi)插法十分靈活，精度較高，計(jì)算方法簡單又不需很大的計(jì)算機(jī)內(nèi)存，但計(jì)算速度可能比其它方法慢二、常用的內(nèi)插方法P原理：以待定點(diǎn)為中心，定義一個(gè)局部函數(shù)去擬合其周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)，進(jìn)而求出待定點(diǎn)的高程。常用在從離散的數(shù)據(jù)點(diǎn)中內(nèi)插格網(wǎng)點(diǎn)的高程。XYPR（l）建立局部坐標(biāo)移動(dòng)曲面擬合法步驟計(jì)算以待定點(diǎn)P（Xp，Yp）為原點(diǎn)的坐標(biāo)（2）選取鄰近數(shù)據(jù)點(diǎn):以待定點(diǎn)P為圓心，R為半徑選點(diǎn)（3）選取二次曲面為內(nèi)插函數(shù)建立誤差方程式由n個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)列出誤差方程：（4）計(jì)算每一數(shù)據(jù)點(diǎn)的權(quán)權(quán)函數(shù)的含義：這里的權(quán)并不代表數(shù)據(jù)點(diǎn)的觀測精度，而是反映了該點(diǎn)與待定點(diǎn)相關(guān)的程度。R表示選點(diǎn)半徑；D為待定點(diǎn)到數(shù)據(jù)點(diǎn)的距離K為一個(gè)常數(shù)（5）法化求解系數(shù)F是待定點(diǎn)內(nèi)插高程值ZP圓半徑的確定動(dòng)態(tài)圓半徑法的基本思路：從數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均密度出發(fā)，確定圓內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)（平均要有10個(gè)，），以解求圓的半徑A----總面積N---總點(diǎn)數(shù)移動(dòng)曲面擬合法關(guān)鍵問題解決對(duì)點(diǎn)的選擇除滿足n＞6外，應(yīng)保證各個(gè)象限都有數(shù)據(jù)點(diǎn)，當(dāng)?shù)匦纹鸱^大時(shí)，半徑R不能取得很大。當(dāng)數(shù)據(jù)點(diǎn)較稀或分布不均勻時(shí)，利用二次曲面移動(dòng)擬合可能產(chǎn)生很大的誤差，可采用按方位取點(diǎn)法移動(dòng)曲面擬合法注意事項(xiàng)按方位取點(diǎn)法通過以上過程，總結(jié)DEM內(nèi)插的步驟：1）選用合適的數(shù)學(xué)模型；2）利用已知數(shù)據(jù)點(diǎn)求模型中的參數(shù)；3）根據(jù)模型求待定點(diǎn)的高程。2、線性內(nèi)插XY123P主要用于根據(jù)格網(wǎng)點(diǎn)與注記點(diǎn)、斷裂線的高程內(nèi)插待定點(diǎn)高程，常用于基于TIN的內(nèi)插。這個(gè)方法對(duì)數(shù)據(jù)的排列沒有特殊的要求，它適用于數(shù)據(jù)點(diǎn)離散的情況，但要求這些離散點(diǎn)連成三角形格網(wǎng)，此時(shí)認(rèn)為三角形格網(wǎng)的地表面為一平面，按直線內(nèi)插待定點(diǎn)的高程。利用最靠近待定點(diǎn)的3個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)來定義函數(shù)，待定點(diǎn)P的高程，則按線性內(nèi)插函數(shù)確定。3、雙線性多項(xiàng)式內(nèi)插LABCDPXY123P4以A為原點(diǎn)，P相對(duì)于A的坐標(biāo)為X，YXY主要用于根據(jù)格網(wǎng)點(diǎn)高程求等高線與格網(wǎng)點(diǎn)交點(diǎn)時(shí)補(bǔ)插中間的交點(diǎn)的高程，基于格網(wǎng)的內(nèi)插廣泛采用此法。該法適用于數(shù)據(jù)點(diǎn)規(guī)則排列成矩形格網(wǎng)（或正方形格網(wǎng)）的情況。4.多面函數(shù)法內(nèi)插“任何一個(gè)圓滑的數(shù)學(xué)表面總是可以用一系列有規(guī)則的數(shù)學(xué)表面的總和，以任意的精度進(jìn)行逼近?！奔匆粋€(gè)數(shù)學(xué)表面上某點(diǎn)（X，Y）處高程Z的表達(dá)式為:具體做法：在每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)上建立一個(gè)曲面，然后在Z方向上將各個(gè)曲面按一定比例疊加成一張整體連續(xù)曲面，使其嚴(yán)格通過各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。5、分塊雙三次多項(xiàng)式（樣條函數(shù)內(nèi)插）

對(duì)每一分塊定義出一個(gè)不同的多項(xiàng)式曲面，要求各分塊曲面的交界處保持連續(xù)、光滑。ABCDii+1i-1jj+1j+2i+2PXY7.4數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

1.DEM數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)：

文件頭+各格網(wǎng)點(diǎn)的高程

頭文件存放有關(guān)的基礎(chǔ)信息，包括起點(diǎn)（圖廓左下角點(diǎn)）平面坐標(biāo)、格網(wǎng)間隔、區(qū)域范圍、圖幅編號(hào)、原始資料的有關(guān)信息、數(shù)據(jù)采集儀器、采集的手段與方法、采集日期與更新日期、精度指標(biāo)以及數(shù)據(jù)記錄格式等。文件頭之后就是DEM數(shù)據(jù)的主體-各格網(wǎng)點(diǎn)的高程。對(duì)于小范圍的DEM，每一記錄為一點(diǎn)的高程或一行數(shù)據(jù)的高程；對(duì)于較大范圍的DEM，數(shù)據(jù)量較大，則采取數(shù)據(jù)壓縮的方法存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。文件格式例數(shù)據(jù)頭列數(shù)15行數(shù)25西南角格網(wǎng)單元縱坐標(biāo)12345.0西南角格網(wǎng)單元橫坐標(biāo)56477.0格網(wǎng)間隔10無效區(qū)域數(shù)據(jù)值-9999數(shù)據(jù)按行排列的數(shù)據(jù)體體12,14,25,67,……34,56,78,…Arcview中文本格式的DEM數(shù)據(jù)存貯NSDTF-DEM是一種國家標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)的交換格式，后綴一般是.dem2.地形數(shù)據(jù)庫：將整個(gè)范圍劃分成若干地區(qū)，每一地區(qū)建立一個(gè)子庫，將這些地區(qū)合并成一個(gè)高一層次的大區(qū)域構(gòu)成整個(gè)范圍的數(shù)據(jù)庫。DEM數(shù)據(jù)壓縮中常用的方法有整型量存儲(chǔ)、差分映射及壓縮編碼等。整型量存儲(chǔ)3、DEM數(shù)據(jù)的壓縮將高程數(shù)據(jù)減去一常數(shù)Z0

Z0可以是一個(gè)區(qū)域的平均高程，也可以是該區(qū)域的第一個(gè)高程壓縮編碼當(dāng)根據(jù)各數(shù)出現(xiàn)的概率設(shè)計(jì)一定的編碼，用位數(shù)（bit）最短的碼表示出現(xiàn)概率最大的數(shù)，出現(xiàn)概率較小數(shù)用位數(shù)較長的碼表示，則每一數(shù)據(jù)所占的平均位數(shù)比原來的固定位數(shù)（16或8）小數(shù)據(jù)的平均最小位數(shù)可用信息論中熵的定義計(jì)算差分映射相鄰數(shù)據(jù)間的增量，數(shù)據(jù)范圍較小，可以利用一個(gè)字節(jié)存貯一個(gè)數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)壓縮至原有存貯量的近四分之一

很高的壓縮率，但其缺點(diǎn)是當(dāng)游程較長時(shí)，數(shù)據(jù)的恢復(fù)需要較多的運(yùn)算時(shí)間當(dāng)差分的絕對(duì)值大于127時(shí)，將該數(shù)據(jù)之前的數(shù)據(jù)作為一個(gè)游程，而從該項(xiàng)數(shù)據(jù)開始一新的游程

差分游程法(增量游程法)-128---127小模塊差分法(小模塊增量法)

將DEM分成較大的格網(wǎng)——小模塊，每一模塊包含5*或10*10個(gè)DEM格網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)是每一記錄長度是固定的，每一記錄與各個(gè)小模塊聯(lián)系是確定不變的。7.5數(shù)字高程模型應(yīng)用算法

數(shù)字地面模型的應(yīng)用

在測繪中可用于繪制等高線、坡度、坡向圖、立體透視圖，制作正射影像圖、立體景觀圖、立體匹配片、立體地形模型及地圖的修測。在各種工程中可用于體積、面積的計(jì)算，各種剖面圖的繪制及線路的設(shè)計(jì)一、基于矩形格網(wǎng)的DEM多項(xiàng)式內(nèi)插

DEM最基礎(chǔ)的應(yīng)用是求DEM范圍內(nèi)任意一點(diǎn)P（X，Y）的高程

基于矩形格網(wǎng)的面積剖面積△Di△Da根據(jù)不同時(shí)期的兩個(gè)數(shù)字高程模型計(jì)算地表變化的體積（挖方或填方）將施工前后兩個(gè)DEM化為建立在同一格網(wǎng)上的DEM，然后由相應(yīng)格網(wǎng)點(diǎn)高程差代替高程，組成新的數(shù)字地面模型，然后再計(jì)算新數(shù)字高程模型的體積，即為變化的體積。S3、S4表示三棱柱與四棱柱的底面積DEM體積由四棱柱與三棱柱體積進(jìn)行累加得到表面積對(duì)于含有特征的格網(wǎng)，將其分解成三角形；對(duì)于無特征的格網(wǎng)，可由4個(gè)角點(diǎn)的高程取平均即中心點(diǎn)高程，然后將格網(wǎng)分成4個(gè)三角形。由每一三角形的三個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算出通過該三個(gè)頂點(diǎn)的斜面內(nèi)三角形的面積，最后累加就得到了實(shí)地的表面積。根據(jù)DEM繪制等高線