第14讲—地形制图分析
地形图的绘制与解读技巧分享
地形图的绘制与解读技巧分享引言地形图作为一种重要的地理信息学工具，被广泛应用于地理学、环境科学、城市规划等领域。
它通过图形和符号的方式，展示了地球表面的地形特征，为人们提供了宝贵的地理信息。
然而，要准确地绘制和解读地形图并不容易，需要掌握一些技巧和方法。
本文将分享一些地形图的绘制与解读技巧，帮助读者更好地理解和利用这一重要工具。
一、地形图绘制技巧1. 合理选择比例尺在绘制地形图时，合理选择比例尺是非常重要的。
比例尺决定了地形图中各种地形元素的相对大小和位置。
如果比例尺选择不当，可能会导致信息失真或不完整。
一般来说，要根据研究区域的大小和要素的细节程度来选择比例尺，以保证地形图的准确性和可读性。
2. 准确标注地形元素地形图的绘制过程中，需要准确标注各种地形元素，如山脉、河流、湖泊等。
标注可以通过符号、线条、颜色等方式来完成，要注意使用统一的符号系统，并确保符号的大小和形状合适。
此外，还要注意地形元素的命名，使用准确、简洁的名称，避免冗长和模糊的描述。
3. 考虑地形图的细节地形图是对地球表面地形特征的概括和表达，然而地球是一个复杂的系统，包含各种细节。
在绘制地形图时，要注意细节的表达，例如山脉的峰峦起伏、河流的曲折流程、湖泊的大小和形状等。
细节的表达可以通过使用合适的比例尺和符号来实现，以便更准确地呈现地形特征。
二、地形图解读技巧1. 理解地形图的符号和颜色地形图使用各种符号和颜色来表示地球表面的地形特征，例如山脉用等高线表示，河流用线条表示，湖泊用蓝色填充等。
在解读地形图时，要熟悉并理解这些符号和颜色的含义，以便正确地理解地图上所表达的地貌信息。
2. 分析等高线的密度和形状等高线是地形图中常用的一种符号，它连接了地球表面等高点相同的点。
通过观察等高线的密度和形状，可以了解地形的起伏和陡峭程度。
一般来说，等高线越密集，表示地形起伏越大；等高线越陡峭，表示地形陡峭程度越高。
通过分析等高线的密度和形状，可以推断出山脉的形状、山谷的位置等信息。
地形图解读方法的使用方法
地形图解读方法的使用方法地形图是一种用来展示地球表面特征的地图，它通过图形符号和色彩来表示地形的高低、陡缓、水域、植被等信息。
地形图是地理学、地质学、环境科学等学科研究和实践中必不可少的工具。
然而，对于初学者来说，地形图可能会显得复杂和晦涩。
本文将介绍一些地形图解读方法的使用技巧，帮助读者更好地理解和利用地形图。
1. 了解地形图的基本要素在开始解读地形图之前，我们需要了解地形图的基本要素。
地形图通常包括等高线、河流、湖泊、山脉、道路、城市等地理要素。
理解这些要素的含义和符号表示将为我们后续的解读提供基础。
2. 分析等高线等高线是地形图中最重要的要素之一，它用来表示地形的高低变化。
等高线的间距和形状提供了关于地形的重要信息。
等高线越密集，表示地形变化越陡峭；等高线越稀疏，表示地形变化越平缓。
此外，等高线的形状也可以帮助我们判断地形的特征，如圆形等高线表示山峰，V字形等高线表示河谷。
3. 观察水域和河流地形图中的水域和河流是地形特征的重要指示器。
湖泊和水库通常用蓝色表示，河流则用蓝色的线来表示。
通过观察水域和河流的形状、长度和方向，我们可以了解到地形的水文特征，如河流的流向、水域的大小等。
4. 研究山脉和山谷地形图中的山脉和山谷反映了地表的起伏变化。
山脉通常用棕色或灰色来表示，山谷则用白色或蓝色来表示。
通过观察山脉和山谷的形状、长度和高度，我们可以推断出地形的起伏情况和山脉的延伸方向。
5. 分析植被和土地利用地形图中的植被和土地利用信息对于了解地表的生态环境和人类活动具有重要意义。
植被通常用绿色来表示，不同的颜色和符号表示不同类型的土地利用，如农田、森林、城市等。
通过观察植被和土地利用的分布，我们可以了解到地表的生态系统和人类活动的分布情况。
6. 结合其他地图和数据地形图通常与其他地图和数据相结合使用，以提供更全面和准确的地理信息。
例如，我们可以结合气象数据来分析地形对气候的影响，结合地质图来研究地质构造和地质灾害等。
地形图的绘制与解读方法详解
地形图的绘制与解读方法详解地形图是一种通过图形、符号和色彩等方式表达地表地形特征的地图类型。
它不仅可以用于地理学、地质学等科学领域的研究，还可以帮助军事规划、工程设计等实际应用。
绘制地形图需要遵循一定的方法和原则，并且解读地形图也需要一定的技巧和知识。
本文将详细介绍地形图的绘制与解读方法。
一、地形图的绘制方法地形图的绘制分为地形特征描绘和地势高程表示两个方面。
1. 地形特征描绘地形特征是指地表上的各种地貌、地物等特点。
在绘制地形图时，要准确描绘这些地形特征。
具体的方法包括：（1）观察地形：实地调查是绘制地形图的基础。
通过实地观察，了解地表的实际情况，有利于准确描绘地形特征。
（2）使用影像资料：现代技术使我们可以使用航空摄影、卫星遥感等影像资料来获取地表的信息。
这些影像资料可以为地形图的绘制提供重要参考。
（3）制作底图：在绘制地形图之前，需要制作好底图。
底图可以包括地理坐标、道路、河流、湖泊等基本地理要素，为描绘地形特征提供基础。
2. 地势高程表示地势高程是地形图中最重要的信息之一，它可以通过等高线、色斑图、阴影图等方式表示。
不同的表示方式适用于不同的情况：（1）等高线：等高线是指连接等高点的曲线。
通过绘制等高线，我们可以直观地了解地表的高低变化。
等高线的间距决定了地形图的精度，一般而言，山地地形图的等高线间距要比平原地形图更小。
（2）色斑图：通过将地形图分成不同颜色的区域，可以更清晰地反映地表的高低特征，尤其适用于平坦地区。
一般而言，较低地势的区域使用较浅的颜色，而较高地势的区域使用较深的颜色。
（3）阴影图：利用光照效果，通过给地表添加阴影，可以更直观地表现地形的起伏和倾斜情况。
阴影图可以用于探测地表的山脊、沟壑等特征。
二、地形图的解读方法解读地形图是指通过观察和分析地形图上的符号、色彩和图案等信息，了解地貌特征、水系系统、高低变化等地表地形情况。
地形图的解读需要综合运用地理学、地质学等学科的知识，以下是一些常用的解读方法：1. 观察等高线和等高点通过观察等高线的分布、间隔、形状和等高点的位置，可以判断地表的平缓程度、地势的起伏情况以及地表的地貌特征。
如何进行地形图的制作与解析
如何进行地形图的制作与解析地形图是地理科学中一种重要的图像工具，用于展示和解析地球表面的地形特征。
地形图不仅是地理学研究和地质勘探的基础，也在城市规划、环境保护和军事策划等领域发挥着重要作用。
本文将介绍地形图的制作和解析过程，并涵盖了测量、绘制、符号解释和分析等关键步骤。
一、测量地形图制作的第一步是进行测量工作。
测量包括地形特征的高程、坡度和方向的测量。
以高程为例，使用测高仪测量不同位置的地面高程，并将测量结果记录下来。
通过多点测量，可以获得一个区域内地面高程的整体分布情况。
二、绘制在地形图的制作过程中，绘制是不可或缺的一步。
绘制地形图可以使用地理信息系统（GIS）软件或专业地图绘制工具。
首先，将测量得到的高程数据输入到相关软件或工具中。
然后，根据比例尺和需求，选择合适的图形符号来表示地面的高程变化。
通过连接地面上不同高程点的等高线，可以绘制出地形图的主要特征。
三、符号解释地形图中使用的符号解释是其他人能够理解和读取地形图的关键。
通过合适的符号和标识，可以展示地形特征中的山脊、河流、湖泊、森林、道路等。
符号解释应准确、简洁明了，便于读者理解和使用。
四、分析地形图不仅可以用于展示地貌特征，还可以进行地形分析。
地形分析旨在识别和解释地球表面的地貌特征，并探究其形成原因。
以地质勘探为例，通过地形图的分析，可以确定潜在的矿藏、岩石类型和构造特征等。
在城市规划方面，地形图的分析可以帮助规划师确定合适的建筑位置、道路布局和水资源利用方式。
五、应用领域地形图在各个领域都有广泛的应用。
在地理学研究中，地形图可以帮助学者理解地球表面的地理特征和自然过程。
在环境保护中，地形图可以帮助监测和管理自然资源，制定合理的环保政策。
在军事策划中，地形图是军事行动和作战计划的基础，可以帮助军方确定最佳的进攻和防御战略。
六、未来发展随着科技的不断进步，地形图的制作和解析工作也在不断发展和改进。
现代地理信息系统的出现为地形图制作和解析带来了新的机遇。
详解地形的绘制与分析技巧
详解地形的绘制与分析技巧地形是大自然创造的奇妙艺术，它具有无穷的美和独特的特点。
绘制和分析地形可以帮助我们更好地了解地球的表面特征，并为各种领域的研究和决策提供重要参考。
本文将详细介绍地形的绘制与分析技巧，以期帮助读者更好地处理和利用这一重要信息。
一、地形数据获取绘制和分析地形首先需要获取真实的地形数据。
如今，地形数据可以通过多种方式获取，比如激光雷达、卫星测绘和地形测量等。
其中，激光雷达是最常用的获取地形数据的方法之一。
它通过测量激光束从飞机或者卫星发射出去，然后接收反射回来的激光束，进而计算出地面高程信息。
这些数据经过处理和整理后，可以以数字的形式保存和传输，供后续的绘制和分析使用。
二、地形绘制技巧1. 选择合适的投影方式在将地形数据转化为可视化的形式之前，我们首先需要选择合适的投影方式。
地球是一个球体，而地图是平面的，因此在绘制地形时选择合适的投影方式非常重要。
常用的地图投影方式有墨卡托投影、等面积投影和等角投影等。
不同的投影方式有不同的优点和缺点，选择合适的投影方式可以尽量减小地形图与实际地形之间的失真程度。
2. 等高线绘制技巧等高线是描绘地形的重要方式之一，它连接了相同高程的点，形成一条条曲线。
在绘制等高线时，首先需要确定等高线的间隔和等高线的起点。
一般来说，等高线的间隔越小，地形的细节描绘越精细；等高线的起点可以选择山顶、河流源头等地形特征的最高点作为起点，然后逐渐向下描绘其他等高线。
3. 颜色渲染技巧除了等高线，我们还可以利用颜色来直观地表现地形的高低差异。
温色调一般用于代表高地，冷色调一般用于代表低地。
可以根据地表高度的分布设计相应的颜色渐变方案，使地形图更加生动。
三、地形分析技巧地形不仅可以绘制，也可以通过分析得出许多有价值的信息。
1. 地势分析通过地形数据，我们可以进行地势分析，了解不同地区的地势特点。
可以通过计算等高线的密度、坡度和坡向来进行地势分析。
密度代表地势变化的剧烈程度，密度大的地区地势变化较大，密度小的地区地势变化较小；坡度代表地形的陡缓程度，坡向代表地形的方位特点。
使用测绘技术进行地形图绘制的步骤与规范
使用测绘技术进行地形图绘制的步骤与规范地形图作为一种对地表地貌进行准确记录并表现出来的工具，被广泛应用于各种工程规划、地理研究和军事领域。
而使用测绘技术进行地形图绘制则是保证地形图的准确性和可视化效果的重要环节。
下面将介绍一些常用的地形图绘制步骤与规范。
第一步：数据采集地形图绘制的第一步是数据采集。
常用的数据采集手段包括GPS测量、航空摄影测量、遥感图像获取等。
在数据采集过程中，需要选择合适的测量设备和手段，保证数据的精确和全面。
同时，为了获得更好的效果，可以选择多种数据采集手段相互验证和补充。
第二步：数据处理在数据采集完成后，需要对所获得的数据进行处理，以提取出有用的地形信息。
数据处理的具体步骤包括数据预处理、数据配准、数据过滤和数据融合等。
在数据处理过程中，需要注意保证数据的准确性和一致性。
同时，可以利用一些计算机软件和算法，进行数据处理的自动化和快速化。
第三步：地形建模地形建模是地形图绘制的核心环节之一。
在地形建模中，可以根据实际情况选择合适的建模方法，包括三角网、等高线、网格模型等。
在地形建模过程中，需要注意保持地形的连续性和光滑性。
同时，可以利用地形建模软件进行模型生成和编辑，以提高绘制效率和质量。
第四步：图层设计地形图的图层设计是为了使得地形信息能够更加清晰地表现出来。
在图层设计中，可以根据地形特征和绘制目的，将地形要素分成不同的图层，并设计不同的符号和颜色。
在图层设计中，需要注意保持图层之间的一致性和协调性，并确保地形要素的可辨识性和易读性。
第五步：绘制输出地形图的绘制输出是将地形信息呈现给使用者的最后一步。
在绘制输出中，可以选择合适的输出格式和尺寸，包括纸质绘图、数字化输出等。
同时，需要注意保证绘制品质和打印质量。
为了提高绘制效果和使用便捷性，可以使用一些绘图软件和工具进行绘制输出的自动化和规范化。
地形图绘制需要遵循一定的规范和标准，以保证其准确性和可视化效果。
一方面，需要遵守现行的地理信息标准和测绘规范，确保地形图的准确性和可比性。
详解地形的绘制与分析技巧
详解地形的绘制与分析技巧作为地理科学领域的重要组成部分，地形绘制和分析技巧在现代测绘、地理信息系统和地质勘探等领域扮演着重要角色。
地形的准确绘制和分析不仅能够为工程设计和规划提供有效依据，还能够帮助我们更好地理解地球的面貌，探索自然界的奥秘。
本文将详细探讨地形绘制与分析技巧，帮助读者对地形的描绘和研究有更深入的了解。
一、地形绘制技巧1. 高程测量技术高程测量是地形绘制的基础。
在传统的测绘中，我们通常使用水准仪、经纬仪等仪器来测量地面的高程。
而在现代地理信息系统（GIS）的发展中，激光雷达测量技术和卫星遥感技术已经成为广泛应用的手段，可大幅提高地形测量的效率和精度。
2. 地形影像的获取和处理地形影像是进行地形绘制与分析的重要数据来源之一。
在现代技术的支持下，我们可以通过航空摄影、航空激光雷达扫描和卫星遥感等方式获取高分辨率的地形影像，辅助地理信息系统的建设和地形分析的开展。
3. 图形绘制工具的运用地形绘制的结果通常以图形的形式呈现。
为了快速、准确地绘制地形图，我们可以借助电脑辅助绘图（CAD）软件和地理信息系统（GIS）软件。
这些工具通过高效的绘制和编辑功能，提供了有效的手段来可视化地形。
二、地形分析技巧1. 地形剖面的绘制与分析地形剖面是指沿指定路径绘制的地形图。
通过绘制地形剖面，我们可以更直观地了解地形的起伏变化和地貌特征。
在绘制地形剖面时，要考虑采样点的选取以及剖面线的绘制方法，以保证剖面的准确性。
2. 地形参数的计算与分析地形参数是用来描述地形特征的定量指标。
常用的地形参数包括海拔、坡度、坡向、地势指数等。
通过计算和分析地形参数，我们可以更深入地了解地形的特征和变化规律，为地质勘探、资源开发和环境规划提供数据支持。
3. 地形模拟与可视化地形模拟和可视化技术使我们能够直观地感知地形的形态和特征。
通过数字地形模型（DTM）和三维地形表面的建模与渲染，我们可以在计算机屏幕上展示出真实的地貌景观，提供直观的视觉体验，并为地质教育和环境评估等提供工具。
如何进行地形图解读与地貌分析
如何进行地形图解读与地貌分析地形图是地理学中的重要工具，它以图形形式展示了地球表面的地形特征。
通过解读地形图，我们可以了解地貌的形成过程、地球表面的特征以及地理环境的变化。
本文将介绍如何进行地形图解读与地貌分析。
1. 地形要素的解读地形图上标识了各种地形要素，如山脉、河流、湖泊等。
首先，我们要了解地形要素之间的关系。
例如，山脉通常位于抬升的板块边缘，而河流则是侵蚀和运输物质的重要通道。
通过分析地形要素的空间分布和形态特征，我们可以推断地质作用和地貌发展的过程。
2. 地势的判断地形图上标有等高线，这是一种展示地形高度的方法。
通过观察等高线的间距和形态，我们可以判断地势的陡峭程度。
等高线之间的距离越近，地势越陡峭；反之，距离越远，地势越平缓。
此外，等高线的形态也可以揭示地形特征，如圆顶山、斜坡等。
3. 地貌过程的分析地貌过程是地形形成和演变的原因和推动力。
通过解读地形图，我们可以分析地貌过程对地貌特征的影响。
例如，河流的蜿蜒曲线表明了水流侵蚀和沉积的作用，而冰川的U型谷则显示了冰雪侵蚀的痕迹。
通过分析不同地貌过程的作用，我们可以深入了解地球的演化过程。
4. 山脉与构造背景的关系地形图上的山脉往往与地球构造背景密切相关。
通过观察地形图中的断层、褶皱等构造特征，我们可以了解山脉的形成机制。
例如，喜马拉雅山脉位于欧亚大陆与印度板块的碰撞带上，其构造背景与印度亚大陆的俯冲和挤压有关。
通过揭示山脉与构造背景之间的关系，我们可以揭示地球构造演化的规律。
5. 水系与沉积环境的解读地形图上的河流、湖泊和海岸线等水系要素反映了地球表面的水体分布和沉积环境。
通过解读水系的形态特征和分布规律，我们可以了解地貌变化过程中的水文条件。
例如，密集的河网可能说明地形的侵蚀速度较快，而扩张的湖泊可能意味着地形下陷或河流改道等。
地形图的解读和地貌分析需要综合运用地理学、地质学、地球物理学等多学科知识。
通过深入研究地形图和地貌特征，我们可以揭示地球表面的历史变迁和自然环境的演变。
如何进行地形图制作与绘制
如何进行地形图制作与绘制地形图是以地形地貌为主题的制图方式，通过一系列地理数据和测量技术，将地球的地形情况以直观的形式展现出来。
它不仅在地理学中有重要的应用，还在军事、城市规划、灾害管理等领域起到了关键的作用。
本文将介绍地形图的制作与绘制过程，并探讨其中的关键要素和技巧。
一、地形数据获取地形图的制作首先需要获取地形数据。
现代技术提供了多种获取地形数据的方法，包括卫星影像、遥感技术、激光雷达测量等。
卫星影像是最常用的数据来源之一，它可以提供全球范围内的高分辨率地形图。
遥感技术通过在飞机或无人机上搭载相机等设备进行图像采集，可以获取更加精细的地形图。
激光雷达测量是一种精确测量地表高程的方法，可以提供非常精确的地形数据。
二、地形数据处理与分析获得地形数据后，需要对其进行处理和分析。
数据处理包括数据的预处理、筛选、去噪等操作，以提高数据的质量和准确性。
数据分析则是根据需要对地形数据进行分类、分层、统计等操作，以提取出有用的信息。
可以利用GIS软件进行数据处理和分析，这些软件提供了丰富的功能和工具，可以对地形数据进行可视化、分析和编辑。
三、地形图的绘制地形图的绘制是将处理和分析后的地形数据以图像的形式展现出来。
绘制过程需要注意以下几个关键要素。
1. 色彩选择：色彩在地形图中起到了关键的作用，它可以传达地形特征和地貌信息。
选择自然、逼真的色彩可以提高地形图的可读性和真实感。
通常，选择大地色或地形等相关颜色可以更好地反映地形特征。
2. 符号标注：地形图中的符号标注是为了突出地貌特征而设计的。
符号的形状、大小和颜色都要根据地形特征和比例尺进行设计，以便读者能够快速理解和识别。
3. 线条绘制：地形图中的线条主要用于表示地面的轮廓、河流、道路等要素。
线条的粗细、颜色和虚实可以根据需要进行调整，以突出主要特征。
4. 图例制作：图例是地形图中很重要的元素之一，它提供了对地形图符号和颜色的解释。
图例应清晰明了，简洁易懂，方便读者理解地形图中的符号和代表的含义。
测绘技术中的地形分析与地形制图方法
测绘技术中的地形分析与地形制图方法地形分析与地形制图方法是测绘技术中的重要内容之一。
通过对地形的综合分析和测量数据的处理，可以准确地了解地表特征和地貌变化。
这项技术在各个领域中都有广泛的应用，尤其是在城市规划、环境保护以及灾害防治等方面具有重要意义。
地形分析的方法多种多样，其中较为常见的有高程插值、坡度计算、地形曲率分析等。
高程插值是通过已知高程点的测量数据，推算出未知点的高程数值。
这项技术在地形制图中起着至关重要的作用，可以有效地还原地表特征和地貌变化。
坡度计算是为了定量衡量地表的平坦度或陡峻程度，是进行地形分析不可或缺的一项指标。
地形曲率分析则是通过对地表点的高程变化率进行计算，揭示地形特征和地貌类型。
这些方法的综合应用可以提供准确、全面的地形数据，为地形制图提供有力支持。
地形制图主要包括等高线图、坡度图和三维地形模型等。
等高线图是用等高线连接相同高程点的直线，其中的等高线间距可以按照实际情况进行调整。
通过这种制图方法，可以直观地了解地表的高低起伏和地形特征。
坡度图则是以色彩或线条的不同来表达地形的陡峭程度，对于规划道路、水利工程等具有重要指导作用。
三维地形模型是通过将地形数据转换为三维模型，可以真实地展现地表的形态和特征，尤其适用于城市建设和景观设计等领域。
地形制图的目的是为了将地形的复杂性以简化的形式展示出来，为实际工程和规划提供参考依据。
地形分析与地形制图方法的应用十分广泛。
在城市规划中，通过对地形数据的分析可以更好地考虑土地利用和交通布局，为城市建设提供科学依据。
在环境保护方面，地形分析可以帮助确定污染源的分布和扩散路径，为环境管理和治理提供支持。
在灾害防治方面，地形分析可以揭示风险区域和脆弱地带，为灾害预警和救援提供参考。
此外，地形分析还可以应用于农业、旅游和资源开发等领域，为合理利用土地和资源提供决策依据。
地形分析与地形制图方法在测绘技术中具有重要地位和作用。
通过综合运用各种方法和工具，可以准确地把握地表特征和地貌变化。
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用于显示从飞机上某个角度所见的 地形地貌，制作飞机鸟瞰图
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与四个参数有关
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观察方位 观察角度 观察距离 竖向（z向）比例尺
地形制图——透视图
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影响因子
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影响因子
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观察方位角：观察者对地表的方 向，变化范围为顺时针方向 0°~360°。 观察角度：观察者所在高度与地 面的夹角，在0°~90°之间。0° 表示正前方，90°表示正上方。
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创建TIN的算法
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选择点的算法：
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最大z容差算法
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构建三角网的算法
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德劳内三角测量法
不规则三角网TIN
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最大z容差算法
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对于高程格网的每个点，其原始高程与由不规则三角网内插 的高程之差在指定的最大z容差之内 算法——叠加过程
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构建一个初始的不规则三角网 计算格网中每个点与所落入三角面的高差 这些差值与指定的Z值比较，如果大于Z，则标记该点并将其添 加到不规则三角网原型中 格网中每个点都检测后，用标记的点重新计算三角网 直到所有落入三角形内的点都在指定的容差Z内
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断线：河流、岸线、山脊和道路等
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面数据：湖泊和水库
不规则三角网TIN
点 and 断线（河流、岸线等）
Terrain Pyramids
Thinned Point Set
Full Resolution
Multi-resolution terrain dataset (TIN structure)
不规则三角网TIN
ArcGIS Terrain Dataset
Breaklines
DEM
TIN
不规则三角网TIN
•
如何构建TIN
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DEM转换成TIN 加入辅助信息，克服边缘高程的扭曲
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在河流、岸线、山脊和道路等，高程突然降落
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解决的方法：将这些线加入，同时生成TIN
- 提高TIN的精度
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加入高程点等点数据 加入湖泊等面数据
不规则三角网TIN
•
数据存储结构
-
点node、线组成三角形 点是(x, y) + 高度值z = node
•
特点
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用一系列不叠置三角形近似表 示地形
不规则采样的高程数据
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不规则三角网TIN
• 数据源
- 主要来源
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DEM（转换成TIN）
- 辅助来源
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点数据：实测高程点、GPS数据和雷达数据 线数据：等高线和断线
观察距离：观察者与地表面的距 离 z-比例系数：垂直比例尺与水平 比例尺的比率
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北
垂直比例尺
观察角度θ 观察方位角α
坡度和坡向——最广的地形分析应用
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坡度是地面特定区域高度变化率的量度 坡度可用“百分数”或“度”做单位，“百分数” 是垂直距离与水平距离之比的100倍
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坡度和坡向——最广的地形分析应用
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（a）美国地质调查局的30m DEM （b）美国地质调查局的10m DEM （c）LIDAR数据的1.83m DEM
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从上图三种不同分辨率的 DEM中提取的坡度，坡度越 陡，图上颜色越暗
表面曲率
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水文研究中经常用到，确定一个单元位置的表面是 向上的凸面还是凹面 曲率的度量有三个量
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剖面曲率：沿着最大坡度方向进行估算
•
坡度的应用非常广泛
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根据坡度起伏变化，确定崩塌、 泥石流区域或严重的土壤侵蚀 区，作为灾害防治与水土保持 工作的基础 提取平坦区域，为大型商业中 心或房屋建筑选址
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坡度和坡向——最广的地形分析应用
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坡向是斜坡方向的度量，从正北开始0°，顺时针移动 坡向的单位是度，从正北0°开始，顺时针移动，回到 正北以360°结束 坡向经常被分为8向，如图所示
地形制图——等高线法
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等高线的排列及其模式是地形的反映
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陡峭地形，等高线间距紧密 沿着河流，等高线向上游方向弯曲
地形制图——等高线法
•
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等高线的自动生成
检查等高线与栅格像元或三角形是否 交叉 通过栅格像元或三角形绘出等高线
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•
1. 2.
生成等高线算法
给定一条等高线 检查每个三角形的边缘做线形内插可 确定等高线的位置
DEM与TIN的应用——地形制图
•
常用的五种地形制图技术
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等高线法 垂直剖面法 地貌晕渲法 分层设色法 透视图法
地形制图——等高线法
•
等高线是一种等值线，连接相同高程的点。等高距表示等高线 之间的垂直距离。基准等高线是开始计算高程的等高线。
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例如，DEM高程范围是743~1986m，如果等高距是100m，基准等 高线是800m，等高线为800、900、1000等
Proprietary or defacto standard formats
Contours Points
LIDAR post processed data Points SONAR post processed data Points Photogrammetric data Points & Lines
如何进行地形制图与分析？
•
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描述地形的数据结构
地形表面特征点的三维坐标数据 一套对地表提供连续描述的算法
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1. 2. 3.
三种常用的数据结构
基于栅格的DEM —— 数字高程模型 基于矢量的TIN —— 不规则三角网 基于矢量的等高线法
数字高程模型DEM
•
如何表示高程点
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规则排列的高程点
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规则格网单元 每个格网单元对应高程值
平面曲率：沿着最大坡度的垂直方向进行估算 表面曲率：剖面曲率 — 平面曲率
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表面曲率为正，意味着该单元表面向上凸出 表面曲率为负，意味着该单元表面向下凹陷 表面曲率为零，是平面
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现有地图数字化
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空间传感器(LIDAR)——精度高
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数字摄影测量方法
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LAS Data Management Workflow
Large Collections of LAS files Visualization & Analysis
QC
Raster
Data Consumers
Visualization & Analysis
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初级分析，数据无加工 —— 所见即所得
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数据探查（第10章）
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初级分析，数据无加工 —— 所见即所得
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矢量数据分析（第11章）
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高级分析，针对点、线、面的操作，数据加工后分析
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栅格数据分析（第12章）
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高级分析，针对栅格单元的操作，数据加工后分析
为什么地形制图与分析？
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矢量数据分析的回顾
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建立缓冲区
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前面的分析都是针对
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平面位置（x, y）的分析
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但全面反映自然世界的事物或现象
- 高度z的分析不可缺少
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例如，地理表面的分析（地形）需要
地形制图与分析
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地貌晕渲图（ Hillshade ） 坡度（Slope） 坡向（Aspect） 表面曲率（Curvature） 视域（Viewshed）
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坡度和坡向——最广的地形分析应用
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影响坡度、坡向量算的因子
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DEM分辨率和质量
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分辨率和质量越高，坡度、坡向测算精度越高
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坡度、坡向的算法
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各有千秋，尚无定论
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局部地形
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陡坡地区，坡度估算误差较大
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平坦地区，坡向估算误差较大
坡度和坡向——最广的地形分析应用
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影响坡度、坡向量算的因子
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三种不同的DEM分辨率图像
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地貌晕渲的视觉效果与四个因素有关
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太阳方位角，变化范围是0°~360° 太阳高度角，变化范围是0°~90° 地形的坡度 地形的坡向
地形制图——分层设色图
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定义
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用不同颜色表示不同的高度带
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用途
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强调高程对分析对象的影响
左图：地形对城市形成的影响
地形制图——透视图
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透视图是地形的三维视图 应用
层
- 适当提高每个交叉点的高度比例 - 连接各交叉点，绘成垂直剖面图
地形制图——地貌晕渲图
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模拟在太阳光与地表要素相互作 用下的地形地貌 显示
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向光的山坡明亮，背光的山坡阴暗
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用途
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研究阳光的照射位置与公路上发生 的车祸事件发生率之间的相关性 分析农作物与太阳光照的关系
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地形制图——地貌晕渲图
3.
如果有，则沿三角形边缘做线形内插 可确定等高线的位置
连接代表等高线位置的点 平滑等高线
4. 5.
地形制图——垂直剖面法
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定义
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表示高度沿一条线（道路、 河流等）上的变化
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用途
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在工程方面(如在公路、铁 路、管线等的设计过程中)， 常常需要制作剖面图
地形制图——垂直剖面法
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垂直剖面生成步骤
- 在等高线图上画一条线 - 标记等高线与剖面线的每个交叉点，并记录其高
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将矢量数据分类，符合要求或不符合要求
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地图叠置
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对矢量数据进行集合操作，如并等