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12 第四章 数字高程模型的应用.pptx

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本课件讲解数字高程模型的应用,包括基于矩形格网的多项式内插、等高线的跟踪与光滑、立体透视图与景观图的绘制、坡度坡向与面积体积计算,以及利用DEM进行单像修测。

第四章数字高程模型的应用封面,标示本章主题与所属篇章
本章内容导览图,列出多项式内插、等高线绘制、立体透视图与其他应用
DTM应用页,列举绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图与正射影像图等用途
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第1页:数字高程模型的应用

数字高程模型的应用:本章封面,标示本章主题「数字高程模型的应用」及其在数字地面模型章节中的位置。

第2页:本章主要内容

本章主要内容:基于矩形网的DEM多项式内插 等高线绘制 立体透视图 DEM的其他应用主要内容。本章内容导览图,列出多项式内插、等高线绘制、立体透视图与其他应用。

第3页:数字地面模型的应用

数字地面模型的应用:数字地面模型的应用在测绘中可用于绘制等高线、坡度、坡向图、立体透视图,制作正射影像图、立体景观图、立体匹配片、立体地形模型及地图的修测。在各种工程中可用于体积、面积的计算,各种剖面图的绘制及线路的设计

第4页:基于矩形格网的DEM内插

基于矩形格网的DEM内插:基于矩形格网的DEM多项式内插DEM最基础的应是求DEM范围内任意一点P(X,Y)的高程双线性多项式(双曲抛物面)内插 P(x,y)

第5页:双线性多项式内插

双线性多项式内插:双线性多项式内插只能保证相邻区域接边处的连续,不能保证光滑。但因其计算量较小,是最常用的方法基于矩形格网的DEM多项式内插

第6页:双三次多项式内插

双三次多项式内插:双三次多项式(三次曲面)内插P(x,y)已知点的一阶偏导数与二阶混合导数,其值可按下式计算:。双三次多项式内插页,需已知点的一阶偏导数与二阶混合导数。

第7页:相邻曲面的连续与光滑

相邻曲面的连续与光滑:保证相邻曲面之间的连续与光滑双三次多项式(三次曲面)内插。双三次内插效果图,说明其可保证相邻曲面之间既连续又光滑。

第8页:等高线的绘制

等高线的绘制:等高线的绘制基于矩形格网DEM自动绘制等高线①等高线的跟踪;②等高线的光滑确定等高线高程。等高线绘制页,分为等高线跟踪与等高线光滑两个基本步骤。

第9页:等高线状态矩阵

等高线状态矩阵:(0,0)(1,0)(0,1)(1,1)计算状态矩阵表示等高线穿过DEM格网水平边与竖直边的状态。状态矩阵页,用(0,0)(1,0)(0,1)(1,1)表示等高线穿过DEM格网边的状态。

第10页:状态矩阵取值含义

状态矩阵取值含义:“1”代表格网竖直边或水平边有高程为zk的等高线通过“0”代表格网竖直边或水平边没有高程为zk的等高线通过计算状态矩阵。状态矩阵说明页,1代表有等高线通过、0代表该格网边无等高线通过。

第11页:内插等高线点

内插等高线点:内插等高线点等高线的起点和终点的处理与边界相交的等高线为开曲线,不与边界相交的等高线为闭曲线。等高线点的内插页,说明开曲线与闭曲线的起点和终点处理方式。

第12页:搜索下一个等高线点

搜索下一个等高线点:搜索下一个等高线点当时,OUT=2,并令,下一格网为(i+1,j),IN=4;若格网中有高程为zK的两条等高线通过。等高线跟踪页,按OUT与IN的取值确定下一个等高线点所在的格网。

第13页:等高线光滑

等高线光滑:等高线光滑(曲线内插)曲线应通过已知的等高线点(称为节点)曲线在节点处光滑,即其一阶导数(或二阶导数)是连续的相邻两个节点间的曲线没有多余的摆动;同一等高线自身不能相交。经过上述的等高线跟踪与光滑处理,即可将等高线图经数控绘图仪绘出或显示在计算机屏幕上

第14页:立体透视图

立体透视图:立体透视图透视立体图能更好地反映地形的立体形态,非常直观“视点”看做为“摄影中心”,可以直接应用共线方程从物点坐标(X,Y,Z)计算“像点”坐标(x,y)

第15页:三维景观图样例

三维景观图样例:本页为图示页,源文件未提取到更多文字,建议对照原图查看。

第16页:

第17页:透视变换示意

透视变换示意:本页以公式与示意图为主,透视变换示意图,标出视点S、像面主距f与地面点的投影关系。

第18页:视点位置与视线方位

视点位置与视线方位:选择适当的视点位置XS,YS,ZS;视线方位t(视线方向),(视线的俯视角度) 选择适当的参考面高程Z。与高程Z的放大倍数m立体透视图制作流程

第19页:三维到二维的透视变换

三维到二维的透视变换:本页为图示页,源文件未提取到更多文字,建议对照原图查看。

第20页:确定像面主距

确定像面主距:确定像面主距f计算DEM四个角点的视线投射角。透视变换步骤页,计算DEM四个角点的视线投射角并确定像面主距f。

第21页:计算像点坐标

计算像点坐标:本页为图示页,源文件未提取到更多文字,建议对照原图查看。

第22页:消隐处理

消隐处理:消隐处理前景挡后景的问题“峰值法”或‘高度缓冲器算法”。消隐处理页,用峰值法或高度缓冲器算法解决前景遮挡后景的问题。

第23页:缓冲区定义

缓冲区定义:定义一个包含m个元素的缓冲区zbuf[m]。消隐处理页,定义包含m个元素的缓冲区zbuf[m]记录已绘制高度。

第24页:缓冲区比较与消隐

缓冲区比较与消隐:它们的y坐标由线性内插计算为将该“点”的y坐标z(k)与缓冲区中的相应单元存放的坐标进行比较,消隐。消隐处理页,比较内插得到的y坐标与缓冲区单元存值决定是否可见。

第25页:坡度坡向的计算

坡度坡向的计算:本页为图示页,源文件未提取到更多文字,建议对照原图查看。

第26页:坡向角

坡向角:坡向QO与X轴之夹角T为坡向角坡度、坡向的计算。坡向页,说明坡向Q为坡向线与X轴之夹角T。

第27页:面积与体积的计算

面积与体积的计算:面积、体积的计算剖面积体积DEM体积由四棱柱与三棱柱体积进行累加得到。面积体积计算页,说明DEM体积由四棱柱与三棱柱体积累加得到。

第28页:表面积计算

表面积计算:表面积对于含有特征的格网,将其分解成三角形,对于无特征的格网,可由4个角点的高程取平均即中心点高程,然后将格网分成4个三角形。由每一三角形的三个角点坐标计算出通过该三个顶点的斜面内三角形的面积,最后累加就得到了实地的表面积

第29页:单像修测

单像修测:进行单幅影像空间后方交会,确定影像的方位元素 量测像点坐标(x,y), 取一高程近似值Z。将(x,y)与Z。代人共线方程,计算出地面平面坐标近似值(X1,Y1) 由(X1,Y1)及DEM内插出高程Z1单像修测

第30页:单像修测示意

单像修测示意:外方位元素(x,y)近似Z(X,Y)DEM内插单像修测示意图。单像修测示意图,标出外方位元素、像点坐标与内插高程Z的关系。

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