基于等高线内插栅格数据的一种方法
数字高程模型（DEM）考试题目答案
数字⾼程模型（DEM）考试题⽬答案1、什么是数字⾼程模型，它有什么特点？答：⼴义：地形表⾯形态的数字化表达狭义：有限的离散⾼程采样数据对地表形态的数字化模拟特点1）精度的恒定性2）表达的多样性3）更新的实时性4）尺度的综合性2、简述数字⾼程模型的主要研究内容。
答：1)地形数据采集；2)数据组织与地表建模，主要分为不规则格⽹DEM(TIN)和规则格⽹DEM (GRID)；3)精度分析与质量控制；4)可视化表达；5)应⽤与分析3、试分析数字⾼程模型数据源及其特点1)地⾯本⾝通过⽓压测⾼法、航空和测⾼仪等可获得精度要求不⾼的⾼程数据，以⽤于⼤范围⾼程要求不⾼的科学研究2)既有模拟/数字地形图a地形图现势性：纸质地形图制作⼯艺复杂、更新周期长，⼀般不能反映局部地形地貌的变化情况。
b地形图存储介质：多为纸质存储介质导致地形图幅不同程度的变形。
c地形图精度：不同的精度对应的等⾼线等⾼距、对地形的综合程度、成图⽅法各不同。
3)航空/航天遥感影象航空/航天遥感影象的更新速度快，⼀直是地形图测绘和更新最有效、也是最主要的⼿段特点：遥感的⼏何畸变；遥感数据的增强处理；遥感数据的空间分辨率；遥感影像数据的解译与判读4)既有DEM数据4、简述数字⾼程模型数据采样中的基本布点⽅式及采样数据的属性。
基本布点⽅式：选择性采样、沿等⾼线采样、剖⾯法、规则格⽹采样、渐近采样、混合采样采样数据的三⼤属性：点的分布、密度、数据精度5、⽬前主流的DEM数据采集⽅法有哪些？并对各⽅法进⾏对⽐分析。
1）从地⾯直接采集的⽅法全站仪数字采集、GPS采集(RTK⽅式)；精度⾮常⾼(cm)、效率低、成本⾼、适⽤于⼩范围区域（特别是⼯程应⽤）2）地形图数据采集⽅法精度与底图有关(图上0.1~0.3mm)、效率⾼、成本低、适⽤于国家范围内的中低精度DEM的数据采集3）摄影测量数据采集⽅法精度⽐较⾼(cm~dm)、效率⾼、成本⽐较⾼、适⽤于国家范围内的较⾼精度DEM的数据采集6、DEM数据获取中的新技术和⽅法有哪些？答：1)合成孔径雷达⼲涉测量数据采集⽅法；2）机载激光扫描数据采集；3）基于声波、超声波的DEM数据采集7、简述GRID的结构特点与数据组织形式。
地理信息系统名词解释大全(整理版本)
地理信息系统名词解释大全地理信息系统Geographic Information System GIS作为信息技术的一种, 是在计算机硬、软件的支持下, 以地理空间数据库（Geospatial Database）为基础, 以具有空间内涵的地理数据为处理对象, 运用系统工程和信息科学的理论, 采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统, 为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。
简单地说, GIS就是研究如何利用计算机技术来管理和应用地球表面的空间信息, 它是由计算机硬件、软件、地理数据和人员组成的有机体, 采用地理模型分析方法, 适时提供多种空间的和动态的地理信息, 为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
地理信息系统属于空间型信息系统。
地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称；它属于空间信息, 具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。
地理信息科学与地理信息系统相比, 它更加侧重于将地理信息视作为一门科学, 而不仅仅是一个技术实现, 主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。
地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时, 还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。
地理数据是以地球表面空间位置为参照, 描述自然、社会和人文景观的数据, 主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。
地理信息流即地理信息从现实世界到概念世界, 再到数字世界（GIS）, 最后到应用领域。
数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号, 是客观对象的表示, 是信息的表达, 只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。
信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统, 它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。
包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。
四叉树数据结构是将空间区域按照四个象限进行递归分割（2n×2n, 且n ≥1）, 直到子象限的数值单调为止。
测绘技术中的地图制图方法介绍
测绘技术中的地图制图方法介绍地图制图是测绘技术的重要组成部分，它通过将地球表面的实际情况抽象为统一的图形符号，将地理信息以可视化形式展现出来。
在测绘技术中，地图制图方法有很多种，下面就对其中几种常见的制图方法进行介绍。
第一种是等高线制图法。
等高线是表示地形高度的曲线，通过连接同一高程点上的点而形成。
等高线制图法将不同高度的等高线用不同的线型或颜色表示，从而直观地显示地形特征和地势变化。
这种制图方法常用于山区地形的制图，具有直观清晰的特点。
在制图过程中，需要根据实地测量的高程数据，通过计算和插值的方法绘制出等高线。
第二种是符号化制图法。
符号化制图法是将地理现象和地理要素用符号或图形进行表达的方法。
这种制图方法可以根据需要选择不同的符号和图形，以展示不同的地理信息。
例如，点状符号用于表示城市、村庄等人口聚集地，线状符号用于表示道路、河流等线性要素，面状符号用于表示湖泊、森林等区域要素。
符号化制图法适用于各种不同的地理信息的展示，是地图制图中常用的方法。
第三种是栅格制图法。
栅格制图法是利用栅格数据进行地图制图的方法。
栅格数据是由等间距的网格单元组成的二维格网，每个网格单元包含了一个数值。
栅格制图法通过将不同数值的栅格单元用不同的色彩或象素值表示，从而形成地图。
这种制图方法适用于对连续性数据进行展示，如高程、温度、降雨量等。
栅格制图法可以实现高精度的地图制作和空间分析，广泛应用于地理信息系统和遥感技术领域。
第四种是符号交叉制图法。
符号交叉制图法是通过符号的组合和交叉，将地理要素和地理现象表达出来。
这种制图方法适用于需要表达多个属性的地理现象，如地形与植被、土壤与气候等。
符号交叉制图法可以通过将不同符号叠加、重叠或组合，来表达地理现象之间的关系和特征。
这种制图方法灵活多样，可以满足不同地理信息表达的需求。
综上所述，地图制图方法有很多种，每种方法都有其特点和适用范围。
在实际测绘工作中，根据不同的目的和需求，可以选择合适的制图方法进行地图制作。
一种等高线内插的新方法
［ ７ ］ 范一 中， 赵丽华 ． 任意带高 斯正形投影 直角坐 标系 的最佳 选取 问 题［ Ｊ ］ ． 测绘通报 ， ２ ０ ０ ０ （ ８ ） ［ ８ ］ 鲍建宽． 高斯平 面坐标换算到测区平均高程 面上 的方法 ［ Ｊ ］ ． 测 绘
报， ２ ０ ０ ０（ ２ ）
［ ３ ］ 刘大杰 ， 施 一民 ， 等． 大地 坐标转化 与 Ｇ Ｐ Ｓ控制 网平差 计算 及 软 件系统［ Ｍ］ ． 上海 ： 同济大学 出版社 ， １ ９ ９ ７ ［ ４ ］ 董克勤． 任意似椭球 高斯投影的实现［ Ｊ ］ ． 工程勘 察 ， １ ９ ９ ５ （ ２ ） ［ ５ ］ 王继刚 ， 王坚． 具有抵偿 面的任意带 高斯投影 直角坐标 系的选取
对基 准等 高线 上 所有 的节 点 匹配 完成 之后 ， 就 能 得到 一组 匹配结 果 ， 将其 图形 化表 示 ， 如 图 ２所示 。
节点连线与水平方 向夹角角度值 ， ∈［ ０ ， ３ ６ ０ ） ， 如图
１ 所示 。
ｆ
、 、 ｌFra bibliotek、、
图１ 角度参数计算 示意
辅 助线 构建 ， 利用 构建 的辅助 线 内插等 高线 ； 最 后对 内
插 出的等高 线进 行节 点简 化 ， 得 到 最 终 结果 。实 验 结
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４—０ ２—１ ７
２ ． １ 节点特征参数计算
节 点特征 参数 的定 义 为
Ｐ ＝｛ ， ， Ｚ ， Ｏ Ｌ ， ｝
果表明 ， 利用该方法内插的等高线能够很好的顾及局部地形 ， 有效解决等高线 内插的问题。 关键词 等高线 内插 中 图分类 号 ： Ｐ ２ ３ １ ． ５ 新方法 特征参数 匹配 文献标 识 码 ： Ａ
地理信息系统下的空间分析——第四章_栅格数据的空间分析方法
被赋予空值的单元有两种处理方式：
（1）如果在一个操作符或局域函数、邻域函数中的邻域 或分区函数的分类区中的输入栅格的任何位置上存在空值， 则为输出单元位置分配空值。
（2）忽略空值单元并用所有的有效值完成计算。
6、关联表
栅格计算器由四部分组成左上部layers选择框为当前arcmap视图中已加载的所有栅格数据层列表双击一个数据层名该数据层便可自动添加到左下部的公式编辑中间部分是常用的算术运算符110小数点关系和逻辑运算符面板单击所需按纽按纽内容便可自动添加到公式编辑器中
第四章 栅格数据的空间分析算法
4.1 栅格数据 栅格数据是GIS的重要数据模型之一，基于栅格 数据的空间分析方法是空间分析算法的重要内容之 一。 栅格数据由于其自身数据结构的特点，在数据处 理与分析中通常使用线性代数的二维数字矩阵分析 法作为数据分析的数学基础。 栅格数据的空间分析方法具有自动分析处理较为 简单，而且分析处理模式化很强的特征。
地学信息除了在不同层面的因素之间存在着一定的制 约关系外，还表现在空间上存在着一定的制约关联性。
对于栅格数据所描述的某项地学要素，其中的某个栅 格往往会影响其周围栅格属性特征。准确而有效的反映这 种事物空间上联系的特点，是计算机地学分析的重要任务。 窗口分析是指对于栅格数据系统中的一个、多个栅格 点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并 在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，或与 其他层面的信息进行必要的复合分析，从而实现栅格数据 有效的水平方向扩展分析。
带面积的点的精度为加减半个单元大小。这是用基于单 元的系统来工作必须付出的代价。
图4.9：点特征的栅格数据表示
数字高程模型试题集
《数字高程模型》第1讲概论一、名词解释1、数字高程模型（DEM）：通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，或者说，地形表面的数字化表示。
Digital Elevation Model，缩写DEM.。
二、填空（选择、判断）1、地形表达的历史演进过程，经历了象形绘图法、写景法、等高线地形图、地貌晕渲图、航空摄影图像、遥感图像、数字地形表达等7个阶段。
2、DEM按结构分类包括：基于面元的DEM、基于线单元的DEM、基于点的DEM；按连续性分类，包括：不连续DEM、连续但不光滑DEM(逐点内插的格网DEM、TIN)、光滑DEM（样条函数内差的格网DEM）;按范围分类，局部DEM、区域DEM、全局DEM。
三、问答题1、DEM的特点。
（1）容易用多种形式显示地形信息。
地形数据经计算机处理后能产生不同比例尺的纵横断面图与立体图，而常规地图一旦制作形成，比例尺不容易改变，绘制其他的地形图需要人工处理；（2）精度不会损失，没有载体变形的问题；（3）容易实现自动化、实时化。
将修改信息直接输入计算机，软件处理后生成各种地形图。
（4）快速计算、获取DEM分辨率范围内的高程数据。
2、在ArcGIS中，如何通过纸质等高线地形图生成不同形式的DEM。
（1）纸质等高线地形图扫描；（2）在ArcMap中配准（选取投影和坐标系）；（3）等高线地形图矢量化并给每条等高线赋以属性值（高程）；（4）运用Arctoolbox—Convertiontools—features to raster工具将矢量线转化为栅格线（每个栅格的值为高程）；（5）在ArcScence中，运用convert—raster to feature将栅格线转化为矢量点数据文件；（6）在ArcScence中，运用3Danalyst—inpolate to raster—Idw进行差值；3）高分辨率遥感影像（1m分辨率IKONOS）、合成孔径雷达干涉测量、激光扫描仪等新型传感器数据，是高精度、高分辨率DEM最有希望的数据，但价格昂贵。
数字高程模型DEM的质量控制及精度分析
数字高程模型DEM的质量控制及精度分析数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)是“4D”产品的一种,它是一定区域范围内对地球表面地形地貌的一种离散数字表达。
在城市和工程建设的各个领域,数字高程模型都有着广泛的应用价值。
从DEM可以方便地派生出一系列适合工程应用的产品,如等高线、坡度图、坡向图、晕染图、立体透视图等。
DE也是生产数字正射影像、建立三维城市景观模型以及GIS(Geographic Information System)建库不可缺少的重要数据。
在实际生产中，采用的比较多的DEM生产模式为通过模式取样进行摄影测量或其他测量测定一系列取样点的高程数据。
目前,测绘数据作为计算基础,实际测绘误差并不大，DEM逼近手段也很高,但实际DEM精度却往往不能满足要求,矛盾是很突出的。
本文主要是讨论数字高程模型DEM在实际生产中的质量控制及其误差来源及精度的分析。
DEM的生产流程DEM生产流程见下图：其中对于特征点线的采集。
特征点为山顶、凹地、鞍部、山谷及地形突变点；特征线为山脊线、山谷线、水系、水域线、断裂线及地形变换线、双线公路等。
等高线、高程点亦可作为图内的特征点线。
可在测图方式下采集地面特征点线，所采集的特征线不要穿越房屋、桥梁等高出地面的地物。
对于平坦地区采集地面点线，不能有大面积空洞；对于等高的面状区域如水库、湖泊等，按常水位同一高度采集。
静止水域的DEM格网点高程应一致，流动水域的上下游DEM 格网点高程应梯度下降，关系合理。
在生产DEM时，矢量数据尽可能采集的比实际范围大一些。
在构TIN时，TIN网的三角形是按临近的原则找点，若边缘的矢量数据不够，容易导致DEM边界数据出错，矢量数据一般比真实DEM范围外扩300m左右，生成DEM时全部用地面矢量构TIN。
图幅与图幅之间的特征矢量数据一定要接边。
图幅内DEM的高程偏差不大于一个基本等高距。
为保证DEM的接边精度，单模型DEM之间至少有2～3排格网的重叠带，相邻图幅DEM数据重叠区公共格网点高程必须一致。
栅格快速插值算法
栅格快速插值算法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：栅格快速插值算法（GridFast）是一种用于地理信息系统（GIS）中栅格数据处理的基于统计学原理的快速插值算法。
栅格数据在GIS中经常用于表示地理现象的空间分布和特征，如土地利用、气候变化、地形等。
在处理这些数据时，常常需要对缺失的数值进行插值，以便进行进一步的研究和分析。
栅格快速插值算法通过高效地估计未知数值，提高了数据处理的速度和准确性，在GIS应用中具有广泛的应用前景。
栅格数据是由离散的像元组成的网格数据，每个像元代表了一个空间单元的信息。
栅格数据通常由遥感影像、数字地图、地理统计调查等数据源生成，用于表示地理现象的分布和特征。
在GIS中，栅格数据的插值是一种基本的数据处理技术，用于估计未知位置或未观测时间点的数值。
插值技术可以用于生成地形表面、气候数据、土地利用数据等连续表面的估计值，从而为地理空间分析和决策提供支持。
栅格快速插值算法是一种基于统计学原理的插值方法，它通过分析已知的数据点之间的空间相关性和相似性，来估计未知位置的数值。
栅格快速插值算法将数据点按照有序的网格排列，利用这些已知的数据点和对应的数值来计算未知位置的估计值。
栅格快速插值算法在计算过程中，利用了临近数据点的信息和空间相关性，提高了插值的准确性和效率。
栅格快速插值算法在GIS应用中具有广泛的应用前景。
在地形分析中，栅格快速插值算法可以用于生成数字高程模型（DEM）和地形曲面，从而进行地形分析和地貌特征提取。
在气候建模中，栅格快速插值算法可以用于估计未知位置的气候数据，为气候变化研究提供支持。
在土地利用分类中，栅格快速插值算法可以用于生成土地利用类型的分布图，为土地规划和管理提供参考。
第二篇示例：栅格快速插值算法是一种用于图像处理和数字信号处理中的插值技术，它可以有效地增加图像的分辨率，使图像更加清晰和细致。
栅格快速插值算法是一种基于局部区域的插值方法，它通过对邻近像素的数值进行插值来得到目标像素的数值，从而实现对图像的放大或缩小。
地理信息系统名词解释大全(详细整理版)
地理信息系统Geographic Information System GIS作为信息技术的一种，是在计算机硬、软件的支持下，以地理空间数据库（Geospatial Database）为基础，以具有空间内涵的地理数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论，采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统，为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。
简单地说，GIS就是研究如何利用计算机技术来管理和应用地球表面的空间信息，它是由计算机硬件、软件、地理数据和人员组成的有机体，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
地理信息系统属于空间型信息系统。
地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称；它属于空间信息，具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。
地理信息科学与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。
地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。
地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，主要包括数字、文字、图形、图像和表格等。
地理信息流即地理信息从现实世界到概念世界，再到数字世界（GIS），最后到应用领域。
数据是通过数字化或记录下来可以被鉴别的符号，是客观对象的表示，是信息的表达，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息。
信息系统是具有数据采集、管理、分析和表达数据能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用的信息。
包括计算机硬件、软件、数据和用户四大要素。
四叉树数据结构是将空间区域按照四个象限进行递归分割（2n×2n，且n≥1），直到子象限的数值单调为止。
dem生成等高线算法
dem生成等高线算法1. 任务概述在地理信息系统（GIS）领域中，DEM（Digital Elevation Model）是一种用于表示地表高程信息的数字模型。
而等高线则是地图上用来表示地形起伏的曲线。
本文将探讨DEM生成等高线算法的原理与实现方法。
2. DEM生成算法概述DEM生成算法是通过采集地面高程数据，利用插值方法将离散的高程点转换为连续的高程表面模型。
常用的DEM生成算法有插值法、三角网格法和基于机器学习的方法等。
2.1 插值法插值法是最常用的DEM生成算法之一。
它通过已知高程点的数值和位置，推算出未知位置的高程值。
常用的插值方法有最邻近插值、反距离权重插值和克里金插值等。
2.1.1 最邻近插值最邻近插值法是最简单的插值方法之一。
它将未知位置的高程值设置为距离最近的已知高程点的值。
这种方法的优点是计算速度快，但结果可能较为粗糙。
2.1.2 反距离权重插值反距离权重插值法是一种基于距离的插值方法。
它根据已知高程点与未知位置的距离来确定权重，再根据权重对已知高程点的值进行加权平均。
这种方法考虑了距离因素，能够提供更准确的高程估计结果。
2.1.3 克里金插值克里金插值法是一种基于统计学原理的插值方法。
它通过计算已知高程点之间的空间相关性来推算未知位置的高程值。
克里金插值法能够充分利用已知高程点的空间信息，得到较为精确的高程模型。
2.2 三角网格法三角网格法是一种基于三角形剖分的DEM生成算法。
它将地面高程点连接成不规则的三角形网格，然后通过插值方法计算三角形内部的高程值。
三角网格法适用于不规则地形的高程模拟，能够提供较为真实的地形表面模型。
2.3 基于机器学习的方法近年来，随着机器学习技术的发展，基于机器学习的DEM生成方法也逐渐兴起。
这种方法利用大量的高程数据和地理特征作为输入，通过训练模型来预测未知位置的高程值。
基于机器学习的方法在处理大规模高程数据时具有较高的效率和准确性。
3. DEM生成等高线算法实现DEM生成等高线算法是在DEM生成算法的基础上，进一步提取等高线曲线。
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ARC/INFO中TIN到Lattice内插 ARC/INFO中TIN到Lattice内插
线性内插 五次多项式内插
插值效果图
问题 在等高线稀疏的区域，尤其是在线形突 起的部分，形成大块的平坦区域
只有综合其他地形特征信息才 能得到比较满意的内插结果 地形特征包括，地形单点、断 裂点、边界线和构造线 由于构造线（山谷线、山脊线） 内涵于等高线的形状信息当中，更 易于获取。
中央山谷线校正后
基于数字化等高线资料 等高线曲率最大判别法 等高线骨架化法 地形断面极值法 基于地形表面流水分析 基于 三维地形表面流水数字模拟法 等高线垂线(坡向)跟踪法
黄培之 2001年 提取山脊线和山谷线 的一种新方法
Split方法提取特征点 Split方法提取特征点
由流向的D8数据的一 种方法
于波 2004－10－16
数字高程模型
等距栅格矩阵 TIN三角网 等高线划线图
空间插值的点内插方法分为两类
I. 局部插值 II. 整体插值
在等高线线上取高程点，构造出不规 则三角网（TIN），再对每一个三角网 则三角网（TIN），再对每一个三角网 内进行插值是目前应用最广泛的方法。
我国黄土高原沟壑纵横，形
成了独有的侵蚀地貌。 黄土高原隐域植被的研究以 及土壤侵蚀情况的模拟都离不开 沟壑之中精细的地貌环境。因此 以上介绍的方法对本实验室的研 究或许有些许价值。