cq9电子游戏在线官网：地理学课件-数字地形模型与地形分析ppt

　　（5）坡度 切面方程： 坡度为该平面法线与水平面法线之间的夹角： 将计算结果划分为91级（0-90），为代表水平面的情况。 高程分级 等间距或不等间距划分为若干高程等级，如用来区分丘陵、低山、中山、高山等 相对高程 设参考高程为hm，则各栅格点上相对高程为： k=1，…，N ?? 极值高程和高差 坡向 坡向为上述拟合平面的法线在水平面上投影的方位角： 按22.5度的方位角间隔由正北顺时针划分为16个方位，每级取值范围为11.25度。 地表粗糙度 反映某一面积单元内地势伏变化的复杂程度，是地表面积与投影面积之比： 坡面形态 根据相邻网格点上的坡度和坡向之间的逻辑关系，可以判断坡形的凹凸变化情况，确定沟谷线、山脊和鞍部的位置，划分流域范围。 沟谷密度 沟谷密度由单位面积上沟谷线总长度决定： 地表辐照度 计算辐照度需考虑日照条件（太阳赤纬、高度角、时角及大气状况）与坡面几何条件的相互关系由下式决定： 式中，β大气透过率，与太阳高度和大气状况有关；Sc为太阳常数；Sa为太阳高度角可由球面三角公式求出；t是时角；a、b为坡面方程系数；θ为坡度。 数字地形模型与地形分析 横看成岭侧成峰远近高低各不同——苏轼 数字高程模型DEM DEM：数字高程模型DEM（Digital Elevation Model）； DTM：数字地形模型（Digital Terrain Mode） ； DEM表达方法：包括网格、等高线、三角网等，并可相互转换。 DEM的用途 （1）? 在数字地形图数据库中存贮高程数据 （2）? 解决道路设计和军事工程中的一些与高程有关的问题 （3）? 军事目的三维地形显示及风景设计和规划 （4）? 剖面视觉分析 （5）? 道路规划、大坝选址等 （6）? 不同地形之间的静态分析和比较 （7）? 产生坡度图、坡向图和生成着色地形图的坡度剖面图，辅助地貌分析或建立侵蚀图 （8）? 作为专题信息的显示背景或将地形数据与专题数据进行叠合 （9）? 为景观的图像模拟模型和景观处理提供数据 （10）? 通过将高程替换为其他连续变化的属性。 DEM的表示法 DEM表示法 图形法 数学方法 傅立叶级数 线数据 点数据 局部 整体 高级多项式 规则数学分块 不规则数学分块 典型特征 不规则 规则 山峰、坑洼 隘口、边界 密度不一致 密度一致 邻近网 三角网 典型线 垂直线 水平线 坡度变换线 海岸线 山谷线 山脊线 规则格网模型—表示方法 规则格网DTM 91 78 63 53 94 81 64 51 100 84 66 55 103 84 66 56 规则格网模型—人工生成方法 将地形图蒙上格网，逐格读取中心或角点的高程值、构成数字高程模型。 规则格网模型—数值解释及插值方法 格网栅格观点：认为该格网单元的数值是其中所有点的高程值，不连续； 任意点的高程 点栅格观点：该格网单元的数值是网格中心点的高程或平均高程 需要一种插值方法来计算每个点的高程 规则格网模型—优缺点 优点： 易于计算机处理 易于计算等高线、坡度坡向、山坡阴影和自动提取流域地形等 缺点 不能准确表达地形的结构和细部 数据量过大 等高线模型 等高线模型的数据组织 用二维链表来存储坐标点对系列 用图来表示等高线的拓扑关系： 区域表示为图的结点 用边来表示等高线本身 等高线模型的数据组织 TIN模型-- TIN及其典型存贮结构 6 4 3 1 5 2 9 10 8 7 f d e i j k h g c b a 坐标与高程值表 ID X Y Z 1 5.0 0.4 4.2 2 3.0 0.2 9.3 3 9.5 6.2 0.2 ………… 10 7.4 3.0 1.8 三角形表 ID P1 P2 P3 a 1 2 3 b 1 3 4 c 4 5 1 ………… k 6 7 8 邻接三角形 ID t1 t2 t3 a b d b a c f c b g ………… k h j TIN模型-- Delaunay 三角形的特性 Delaunay三角网的唯一性 三角网的外边界构成的点集为凸多边形 任意三角形的外接圆内不含有离散点集合中除这三点外的任何其他点 如果将三角网中的每个三角形的最小角进行升序排列，则Delaunay三角网得到的数值最大 Delaunay三角剖分被证明是最优剖分 TIN模型– 基于TIN的三维显示 层次模型（LOD,Layer Of Details) 是一种表达多种不同精度水平的模型 模型存在的问题： 存储问题 搜索的效率问题 三角网形状的优化问题 模型能够根据不同的复杂程度采用不同详细层次的混合模型 在表达地貌特征方面的一致性问题 DEM模型之间的相互转换 由不规则点集生成TIN 由规则格网DEM生成TIN 由等高线转换为格网DEM 又TIN生成等高线 TIN模型-- Delaunay 三角形是Voronoi的对偶图 TIN模型-- Delaunay 三角形的判别法则 Delaunay 三角形的判别法则： A、 外接圆判别法：过某三角形三角点的外接圆内不含有离散点集合中除这三点外的任何其他点。 B、极大—极小角判别法则：在三角网中，所有Delaunay 三角形的最小角度都达到最大。 TIN的生成方法 首先取其中任一点P，在其余各点中寻找与此点距离最近的点P2，连接P1P2构成第一边，然后在其余所有点中寻找与这条边最近的点，找到后即构成第一个三角形，再以这个三角形新生成的两边为底边分别寻找距它们最近的点构成第二个、第三个三角形，依此类推，直到把所有的点全部连入三角网中， Delaunay 三角形的局部优化 由规则格网DEM生成TIN 目的： 尽量减少TIN的顶点数，多保留地形信息 过程： 筛选要保留或丢弃的点 判断停止筛选的条件 保留重要点算法（VIP） 计算P到直线AE地型模型、CG、BF、GH 的距离， 求距离平均值，如果平均值超过阀值，P点为重要点，保留，否则剔除。 等高线转换成格网DEM DEM的建立 数据获取 数据质量控制 模型生成 质量评价 DEM应用--地形曲面拟合 DEM应用—立体透视图 DEM应用—地貌提取 DEM应用—地貌提取 格网DEM的平均高程 式中n的计算单元内栅格个数； h（Pk）为第k点的高程。

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