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09 第四章 数字地面模型的概念与数据获取.pptx

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本课件讲解数字地面模型的概念与数据获取,先介绍DTM的发展过程与应用领域,再给出DTM与DEM的定义及规则矩形格网、不规则三角网等表示形式,最后说明数据点的采集方式与质量控制。

第四章数字地面模型概念与数据获取封面,标示本章主题与所属篇章
本章内容导览图,列出DTM概述、发展、概念形式与数据获取四部分
DTM概述页,说明Miller教授1956年提出及其在线路设计与工程计算中的用途
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第1页:数字地面模型的概念与数据获取

数字地面模型的概念与数据获取:本课件封面页,标示课程名称与本章主题「数字地面模型的概念与数据获取」及其所属篇章位置。

第2页:本章主要内容

本章主要内容:概述 数字地面模型的发展 数字地面模型的概念与形式 数字地面模型的数据获取主要内容。本章内容导览图,列出DTM概述、发展、概念形式与数据获取四部分。

第3页:数字地面模型概述

数字地面模型概述:概述数字地面模型DTM(DigitalTerrain Model)Miller教授1956年提出来。用于各种线路的设计、各种工程面积、体积、坡度的计算,任意两点间可视性判断及绘制任意断面图

第4页:DTM的应用领域

DTM的应用领域:在遥感中可作为分类的辅助数据。它是地理信息系统的基础数据。在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图,制作正射影像图与地图的修测。数字地面模型的应用领域在军事上可用于导航及导弹制导。在工业上可利用DSM绘制出表面结构复杂的物体的形状

第5页:DTM的发展过程

DTM的发展过程:50年代末是其概念的形成; 60年至70年代对DTM内插问题进行研究。 70年代中、后期对采样方法进行了研究, 80年代以来,对DTM的研究涉及到DTM系统的各个环节数字地面模型的发展过程

第6页:著名的DTM软件包

著名的DTM软件包:著名的DTM软件包 德国Stuttgart大学研制的SCOP程序 Munich大学研制的HIFI程序 Hannover大学研制的TASH程序 奥地利Vienna工业大学研制SORA程序 瑞士Zurich工业大学研制的CIP程序

第7页:数字地面模型的概念

数字地面模型的概念:数字地面模型的概念数字地面模型DTM是地形表面形态等多种信息的一个数字表示. DTM是定义在某一区域D上的m维向量有限序列:{Vi,i=1,2,…,n}其向量Vi=(Vi1,Vi2,…,Vin)的分量为地形Xi,Yi,Zi((Xi,Yi)∈D)、资源、环境、土地利用、人口分布等多种信息的定量或定性描述

第8页:数字高程模型的概念

数字高程模型的概念:数字高程模型DEM(Digital ElevationModel)或DHM(Digital Height Model)是表示区域D上地形的三维向量有限序列{Vi=(Xi,Yi,Zi),i=1,2,…n}其中(Xi,Yi)∈D是平面坐标,Zi是(Xi,Yi)对应的高程.数字高程模型的概念

第9页:规则矩形格网表示

规则矩形格网表示:数字高程模型DEM表示形式规则矩形格网利用一系列在X,Y方向上都是等间隔排列的地形点的高程Z表示地形,形成一个矩形格网DEM

第10页:规则格网坐标计算

规则格网坐标计算:存贮量最小、便于使用管理。缺点是有时不能准确表示地形的结构与细部,Xi=X0+i*DX(i=0,1, ,NX-1)Yi=Y0+j*DY(j=0,1, ,NY-1)规则矩形格网(X0,Y0)DxDy

第11页:不规则三角网TIN

不规则三角网TIN:不规则三角网TIN若将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形,构成一个不规则三角网TIN表示的DEM,通常称为三角网DEM或TIN。能较好地顾及地貌特征点、线,表示复杂地形表面比矩形格网精确。缺点是数据量较大,数据结构较复杂,使用与管理也较复杂

第12页:Grid-TIN混合网

Grid-TIN混合网:矩形格网三角同混合形式DEM德国Ebner教授等提出了Grid-TIN混合形式的DEM,一般地区使用矩形网数据结构沿地形特征则附加三角网数据结构Grid-TIN混合网

第13页:DEM数据获取

DEM数据获取:数字高程模型的数据获取为了建立DEM,必需量测一些点的三维坐标,被量测三维坐标的这些点称为数据点。DEM数据点的采集方法1.地面测量:利用自动记录的测距经纬仪在野外实测

第14页:DEM数据点采集方法

DEM数据点的采集方法:下表列出三类采集方法及其实现方式。

DEM数据点的采集方法
采集方法实现方式
地面测量利用自动记录的测距经纬仪在野外实测
现有地图数字化用手扶跟踪数字化仪或扫描数字化仪对已有地图信息进行数字化
空间传感器利用GPS、雷达和激光测高仪等进行数据采集

第15页:

第16页:LIDAR

LIDAR:本页以公式与示意图为主,LIDAR页,说明其利用激光探测与测距原理获取地表三维数据。

第17页:LIDAR系统

LIDAR系统: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18页:数字摄影测量采集方式

数字摄影测量采集方式:数字摄影测量的DEM数据采集方式沿等高线采样:沿等高线采样可按等距离间隔记录数据或按等时间间隔记录数据方式进行.规则格网采样:方法简单、精度较高、作业效率也较高;特征点可能丢失

第19页:等高线采样

等高线采样: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:渐进采样

渐进采样:渐进采样:先按预定的比较稀疏的间隔进行采样,获得一个较稀疏的格网,然后分析是否需要对格网加密沿断面扫描:获取数据的精度比其它方法要差,特别是在地形变化趋势改变处,常常存在系统误差。数字摄影测量的DEM数据采集方式

第21页:渐进采样判断法一

渐进采样判断法一:渐进采样(Progressive Sampling) 利用高程的二阶差分是否超过给定阈值;判断方法之一。渐进采样判断法页,利用高程二阶差分是否超过给定阈值判断加密与否。

第22页:渐进采样判断法二

渐进采样判断法二:计算两点间中点的二次内插值与线性内插值之差,判断该差值是否超过给定的阈值。当超过阈值时,则对格网进行加密采样判断方法之二

第23页:选择采样与混合采样

选择采样与混合采样:选择采样:可根据地形特征进行选择采样 混合采样:将规则采样与选择采样结合起来进行数字摄影测量的DEM数据采集方式 自动化DEM数据采集:按影像上的规则格网利用数字影像匹配进行数据采集

第24页:DEM的质量控制

DEM的质量控制:DEM的质量控制数据采集是DEM的关键问题。内插方法不能弥补取样不当造成信息损失DEM的质量控制有许多方法:由采样定理确定采样间隔,由地形剖面恢复误差确定采样间隔及考虑内插误差的采样间隔和插值分析方法等

第25页:采样间隔和数据量

采样间隔和数据量:它在DTM数据采集过程中根据地形的复杂程度动态地调整取样密度。但要处理好其采样可能疏密不均的数据存贮问题。DEM的质量控制方法采样间隔和数据量

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