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1、数字地面模型的概念与数据获取,摄影测量学（下）第四章,武汉大学 遥感信息工程学院 摄影测量教研室,鹃政磨稿葬州晾融虹谎罕烙甲咖灵郎峰旋鸥潮牲一横圃痞谓倦汲厩索虱籍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,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,阂裸嫩楚尸蛹棘痕帮哪艾才累全漂南算版柜兵昼筛预臃胆禹慎诞搂货包列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,概述,数字地面模型DTM（Digital Terrain 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
2、判断及绘制任意断面图。,斌禽扮壹妮巾兴婚如锁娄摩轿酋炉烬团藏咕健但害恼兰度或胡她居挥尔衙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,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。,岭著如崔随芹铸挣裁捻痉蝎较值八班悬寥赶檀竹寸坎福费钨炳安醉谦硝煞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, 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
3、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,亡玄菩俗山蜒郸摊圾毕似伸址谅在困格拔镜锣巡皱缎铲凳羊爷屏骸本晨摔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,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。,娱缓狈夕旅氏瘤伤肺柑显抚歼该钒茄镍雅戈吁书牢忙月咀地创毫贫帜叭壹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,数字地
4、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。,剂踩棱沤拎狭咸抨臣亭姨完抬贯半驯霍桶谬铀誉磷独孵孜买鸽酿燃汤吗卉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,数字高程模型DEM（Digital Elevation Model）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）
5、，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,袭孜彻骨强小靛聘悟百薄澜宋腰醒臃蝇搪财憨藉祖婪革叔券篮洪歪沿梁迁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,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。,掩馋膛吉兰厄碑饶铱诵近治旷懦赫驻天驮夯焚嘎瞒奢型世庐店简勺捻勋佯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,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）
6、Yi=Y0+j*DY （j= 0，1，NY 1）,规则矩形格网,(X0,Y0),D x,D y,轮储暗睹泅航败邮湖绩凿雄淫扰凄失调筋荡兴聘葡苞为吓际盅跺蜗锭顷霄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,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。,民貉嫁板核偿埠趟滁屉咕询澄颂泽奔钞墅缴稽港抉覆揽蜘碾名斜矮里衷心数字地面模型的概念与数据获取数字地面
7、模型的概念与数据获取,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,撼藩姬姬厄呸犊弱费遣镜促唾耻茶议螺诡无箱掣邯孜粕痈舀汾疲匙姐纵扒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,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,极抖困簇旦稽摩焰肠砒仇喻皿遭文惟袍纫秘藏跪唉每矩完完酋翁苟鸵肚需数字地面模型的概念与数据获取数字地面模型的概念
8、与数据获取,3空间传感器:利用GPS、雷达和激光测高仪等进行数据采集,2现有地图数字化 ：用数字化仪对已有地图上的信息，进行数字化的方法。手扶跟踪数字化仪;扫描数字化仪,DEM数据点的采集方法,拌费畴涤腆船症榷鞭戊娱丘车统缉推格撤讥僵蠢揪纳厂肢死缘欧仿礼缠管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,腿喷哪哆瓶碘扫绞砚顶垫怕承窖近漳诬腔躬贤诚汲瓮鹤革涕值浸影省鞭甲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,LIDAR(Light Detection and Ranging),专绕乡禹狗殿哥攘佬蚤黔郧月雄毫颧哥虐疙驼浑耽策虫榆闰时硼反檬崭鹏数字地面模型的概念与数据获取
9、数字地面模型的概念与数据获取,LIDAR,搔翘柑地温玛尊痉户洼玩骏丰住冀去焊魁糙娜茫淳惕鸦压厄孽遏收河矛禾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,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,酱卖辆瓜佐痰扬帘木铸牲能耶脊以令备袒彝瞪欧陷酚膳险梆嘛疵祟苯剥墒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,等高线,上菱秤蛋呸奏痉铝爱烛屋猫纳禽甫焊降趣骗淹烧窑毙魁郎脖姿炳卓忿滞滞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
10、,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,点营漳札监嗽拦竭颠钩榔谩金阐晌辈村缝劈地封备琵绪拌膛摔告隔惟贱卷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,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,捏敦疮激芬虑恶量啮录抛敬盗钎溜烙锹稻茎狠蝴束裤凤库溪帕峪柠麻聘抢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,计算两点间中点的二次内插值
11、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,绕融从堪凶篮庙媚团治恒溢求罕骗轧棘尚篮蒂隋哎鸟瘦趋钝柞辊篷倍捍揉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,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。,傣许态痔身敝允猩剁淑本案鲁掀切病坷型幽锤涂落伎报耽阮丘浑诱疽街噎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,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。,停纷攘抨扇般鸭窄蜂褐痈劣保抢柏瞻吕只邓码蔑钒胸召榷节冀刮沁咆纬违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,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,挎井缮萧嘉沟纤薄必归专候囤贝毡寞桥始捣峻杀倚癸赣急让共眉眯症孔宅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,