DEM数据获取方法解析
测绘技术中的DEM数据处理技巧
测绘技术中的DEM数据处理技巧导言：数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）是测绘技术中非常重要的数据之一。
它可以反映地表的高程信息，并为地理信息系统（Geographic Information System，GIS）分析和应用提供基础。
本文将就测绘技术中的DEM数据处理技巧展开论述，包括DEM数据获取、去噪、插值和精度评定等方面。
一、DEM数据获取DEM数据的获取方式多种多样，常见的有激光雷达测高技术、航测影像解译以及地面测量等。
激光雷达测高技术是目前较为先进的获取DEM的方法之一，它通过激光束发射装置测量地面的高程信息，并将其转化为数字数据。
航测影像解译是基于影像分析的方法，通过解译卫星或航空影像来获取地表高程信息。
地面测量是一种传统的获取DEM数据的方法，通过在地面上设置测量点，使用测距仪等设备进行测量，获取地表的高程信息。
二、DEM数据去噪在DEM数据获取的过程中，由于测量设备或数据传输过程中的误差，可能会产生噪音数据。
为了提高DEM数据的质量，需要进行数据去噪的处理。
常用的DEM数据去噪方法有平滑滤波、统计滤波和小波滤波等。
平滑滤波方法通过对DEM数据进行平均运算，减少噪音的干扰，使地形表面更加平缓。
统计滤波方法则是基于统计学的原理，根据DEM数据的统计特征来判断噪音数据并进行去除。
小波滤波是一种将信号分解为不同尺度的波形来处理噪音的方法，它可以根据数据的特征进行自适应的滤波处理。
三、DEM数据插值DEM数据插值是在已有的离散高程数据点上，通过一种数学方法来推测其他位置的高程值。
常用的DEM数据插值方法有逆距离权重插值法、克里金插值法和样条插值法等。
逆距离权重插值法是最简单的插值方法之一，它根据待插值点与已知点之间的距离来赋予权重，然后通过加权平均的方式计算待插值点的高程值。
克里金插值法则是一种基于统计模型的插值方法，它通过对已知点的高程值进行加权平均来计算待插值点的高程值。
测绘技术中的DEM数据处理与分析
测绘技术中的DEM数据处理与分析测绘技术是一门对地球表面进行精确测量和制图的学科，其在地理信息系统、城市规划、环境保护等领域扮演着重要角色。
在测绘技术中，数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是一个重要的数据源，它反映了地表的高程信息。
DEM数据的处理和分析对于各种应用具有重要意义。
一、DEM数据的获取DEM数据可以通过多种方式获取，其中最常见的是使用雷达技术获取地表高程信息。
利用激光雷达系统进行数据采集，可以快速获取大面积地表高程数据。
通过计算激光束的飞行时间，可以确定地表与激光束之间的距离，从而得到地表高程。
另外，还可以使用卫星数据、航空摄影等方法获取DEM数据。
二、DEM数据的处理1. 数据清洗在获取DEM数据后，首先需要进行数据清洗。
数据清洗是指对数据中的异常值、孔洞缺失、噪声等进行处理，以提高数据质量。
例如，使用插值算法填充DEM数据中的孔洞，去除噪声点等。
2. 数据校正DEM数据中常常存在高程偏差问题，即DEM数据的绝对高程值与实际地形存在差异。
因此，需要进行数据校正来消除这种偏差。
校正的方法包括大地水准面校正、GPS校正等。
3. 数据平滑由于测量误差、噪声等原因，DEM数据中常常存在波动和不连续现象。
为了提高数据的平滑性，需要对DEM数据进行平滑处理。
常用的平滑方法有滤波算法、插值算法等。
三、DEM数据的分析1. 地形分析DEM数据可以用于进行地形分析，包括地形特征提取和等高线绘制等。
通过对DEM数据进行特征提取，可以获得地表的斜度、坡向、高程等信息。
这些信息对地理信息系统、城市规划等领域具有重要意义。
2. 洪水模拟DEM数据在洪水模拟中起着关键作用。
通过将DEM数据输入到洪水模拟模型中，可以模拟洪水的扩展范围、水流速度等。
这对于防洪工程设计、灾害预警等具有重要意义。
3. 土地利用规划DEM数据可以用于土地利用规划。
通过分析DEM数据，可以获得地表的坡度、坡向等信息，从而确定适合农田、林地、建设用地等不同用途的区域。
测绘技术中的DEM数据处理方法和技巧
测绘技术中的DEM数据处理方法和技巧随着科技的发展，遥感技术在测绘领域中扮演着至关重要的角色。
其中，通过数字地形模型（DEM）数据进行地理信息系统（GIS）分析成为了测绘专家们的常用方法。
DEM数据可以提供高程和地形信息，进而为地质勘探、水资源管理、土地利用规划等领域提供支持。
然而，在处理DEM数据时，我们需要注意一些方法和技巧，以确保数据的准确性和可信度。
首先，数据获取是进行DEM数据处理的第一步。
目前，DEM数据的获取主要有两种方法：高空航拍与地面测量。
高空航拍通常利用卫星或航空器获取，获取到的数据一般分为分辨率较高的全球DEM和分辨率较低但更详细的局部DEM。
地面测量则需要使用专业的测绘仪器，如全站仪或GPS设备，在地面上进行精确测量。
在数据获取时，我们需要注意选择合适的方法，以获取高质量的DEM数据。
接下来是数据处理的步骤。
首先，我们需要对采集到的数据进行预处理。
这一步骤包括数据的去噪和纠正等工作。
由于采集的DEM数据可能存在噪声和误差，我们需要使用滤波算法进行去噪处理，以剔除异常值和噪声干扰。
同时，我们还需要进行数据的纠正，比如校正大气效应和几何变形等，以提高数据的质量和准确性。
在数据预处理完成后，接着是数据分析和建模。
在DEM数据处理中，常见的分析工具有可视化分析、坡度分析、等高线提取等。
可视化分析可以将DEM数据转化为可视化的三维地形模型，以便更好地观察地形特征和变化趋势；坡度分析可计算地表的坡度情况，为土地利用规划和自然灾害预测提供数据支持；等高线提取则可以将DEM数据转化为等高线图，以呈现地形高程变化的分布情况。
通过这些分析工具，我们可以更好地理解和利用DEM数据。
此外，在DEM数据处理中，还有一些常用的技巧和方法。
例如，局部放大和缩小是一种常用的方法，可以用来更详细地观察特定区域的地形特征和变化。
同时，数据插值方法也是必不可少的技巧之一。
由于DEM数据的采样间隔可能不均匀，我们需要使用插值方法来填补数据空缺，以得到连续和平滑的DEM数据。
DEM数据获取方法
DEM数据获取方法Digital Elevation Model（DEM）是用于描述地球表面高程的数字模型。
它是地理信息系统（GIS）和遥感技术中常用的数据类型之一、DEM数据通常由遥感影像获取，主要有以下三种方法。
1.激光雷达（LiDAR）激光雷达是一种主动遥感技术，通过发射激光脉冲并测量其返回时间以计算地表高程。
激光雷达设备可安装在航空飞机、直升机或地面车辆上。
它能够快速、高效地获取大面积的DEM数据。
使用激光雷达获取DEM数据的过程包括以下几个步骤：a)激光雷达设备通过发射激光脉冲测量地表的反射时间，以计算出地表的高程值。
b)激光雷达采集的原始数据经过处理和校正，生成原始的点云数据集。
c)点云数据经过滤波和分类处理，提取地面点和非地面点。
d)利用地面点生成DEM数据，通过插值算法填充缺失的点，生成完整的DEM数据。
2.光学影像解算光学影像解算是一种 passsive 遥感技术，它通过从卫星或无人机获取的影像数据来推断地表高程。
这些影像数据通常包括航空摄影影像或卫星遥感影像。
利用光学影像解算获取DEM数据的过程大致如下：a)获取高分辨率的遥感影像数据。
b)对影像数据进行预处理，包括去除辐射校正、去除大气校正等步骤。
c)提取影像中的地物特征，如建筑物、道路、水体等。
d)利用地物特征进行图像匹配，通过计算图像特征之间的几何关系，计算地物的地面高程。
3.SAR干涉测量SAR干涉测量是一种基于合成孔径雷达（SAR）数据的遥感测量方法。
它通过测量不同时间的SAR数据之间的相位差来推断地表的高程变化。
SAR干涉测量的过程包括以下几个步骤：a)获取不同时间、不同视角的SAR影像数据。
b)对影像数据进行预处理，包括校正、几何校正等步骤。
c)对两幅SAR影像进行干涉处理，计算相位差。
d)根据相位差计算地表的高程变化。
除了以上三种方法，还有一些其他方法可以获取DEM数据，如GPS控制点测量、地形测量仪、卫星测高仪等。
dem数据是什么
dem数据是什么DEM数据是什么摘要：高程数据模型（Digital Elevation Model，DEM）是地理空间数据的重要组成部分，它描述了地球表面的海拔高度和地形特征。
本文将详细介绍DEM数据的定义、获取方法、应用领域以及常见的DEM数据源，旨在帮助读者更好地理解和利用DEM数据。
一、定义：DEM数据是一种以离散点的方式描述地球表面高程的数学模型。
简单来说，它将地球表面划分为一系列规则的网格或栅格，每个网格点都对应一个海拔高度值。
根据DEM数据的精度不同，这些高度值可以表示数米到数百米之间的范围。
二、获取方法：1. 激光雷达测量：激光雷达是获取高精度DEM数据的主要工具之一。
它通过发射激光束并测量返回的反射时间来计算地表距离，进而确定地表的高程数据。
2. 光学影像测量：利用航空和卫星遥感技术获取的光学影像也可以用来生成DEM数据。
通过对影像进行几何校正和高程解算处理，可以得到地表的高程信息。
3. 陆地测量：地理测量工程师的陆地测量测量技术也可用于获取DEM数据。
通过使用全站仪、GPS等设备进行测量，再通过数据处理生成DEM数据。
三、应用领域：DEM数据在地理信息系统（GIS）和遥感应用中有着重要的作用，广泛应用于以下领域：1. 地形分析：DEM数据可以用来分析地形特征，如山脉、河流、湖泊等。
通过对DEM数据进行计算和建模，可以获得水文模型、洪水模型等，为地质灾害的预测和防范提供支持。
2. 地质勘探：DEM数据可以用于地质勘探，帮助揭示地下的地质构造和地下水资源分布情况。
通过对DEM数据进行分析和解译，可以确定矿产资源的潜力，为矿产勘探和开采提供指导。
3. 城市规划：DEM数据可以用来构建城市数字地形模型，为城市规划和基础设施建设提供支持。
通过对DEM数据进行可视化和分析，可以评估城市的景观特征，优化城市的道路和建筑布局。
4. 农业和生态研究：DEM数据可以用来研究农田的排灌系统和土地利用规划。
DEM数据获取方法资料
DEM数据获取方法资料地形高程模型（Digital Elevation Model，简称 DEM）是地理信息系统（Geographical Information System，简称 GIS）中一种常用的地理数据类型，表示地球表面的高程信息。
DEM数据广泛应用于地形分析、自然资源管理、地质研究、水文模拟、城市规划等领域。
本文将介绍DEM数据的获取方法。
一、遥感获取方法：1.光学遥感技术：利用航空或卫星搭载的相机，采集地表的光学图像。
通过影像匹配、三角测量等技术手段，可以获取DEM数据。
光学遥感技术通常分为两种：一种是航空摄影，一种是卫星遥感。
航空摄影主要采用低空飞行的方式，分辨率较高，适用于较小范围的地形获取；卫星遥感则可以覆盖大范围的地区，但分辨率较低。
2.雷达遥感技术：利用雷达在地表和物体间相互反射，测量地形的高程信息。
雷达遥感技术可以在云层和夜间等恶劣条件下工作，具有全天候、全天时的优势。
雷达遥感数据可以通过反射、多频和干涉等技术处理，得到高精度的DEM数据。
3.激光遥感技术：利用激光束在地表和物体间反射，测量地面的距离信息。
激光遥感技术通常通过激光测距仪获取地表的高程信息，然后通过GPS定位和惯性测量单元确定传感器的位置和姿态。
激光遥感技术具有高精度、高分辨率和高效率的特点，已成为获取DEM数据的主流方法。
二、测量获取方法：1.全站仪测量：全站仪是一种测量仪器，可以通过测量地面上的点的三维坐标，获取地面的高程信息。
全站仪测量通常需要精确的测量点布设和复测，适用于小范围和高精度的地形获取。
2.扫描测量：利用扫描仪在地面上扫描并记录物体表面的形状，然后通过数据处理，得到地面的高程信息。
扫描测量可以采用激光扫描仪、光学扫描仪等不同的仪器，可以获得高分辨率和高精度的DEM数据。
3. GNSS测量：GNSS（全球导航卫星系统）是通过卫星系统提供全球定位和时间服务的系统，包括GPS（全球定位系统）、GLONASS（格洛纳斯）和Galileo（伽利略）等多个系统。
DEM数据获取方法资料
DEM数据获取方法资料DEM（Digital Elevation Model）数字高程模型是通过测量和计算地球表面的高程数据而生成的一种地形表面的模型。
DEM数据广泛应用于地形分析、地貌与水文模拟、三维可视化、地球科学研究、环境规划等领域。
获取DEM数据的方法主要有空间遥感技术、测绘技术和数值高程模型。
一、空间遥感技术获取DEM数据1.激光雷达（LiDAR）技术：激光雷达技术通过激光的脉冲反射来测量地表的高程，能够高精度地获取地形数据。
激光雷达设备搭载在航空器或地面车辆上，通过扫描地面并记录雷达返回的信号，高效地获取大面积DEM数据。
2.雷达干涉（InSAR）技术：雷达干涉技术利用合成孔径雷达成像来测量地表的形变和高程变化。
通过使用两个或多个雷达图像，可以计算地表的高程信息，并生成DEM数据。
这种技术可以应用于大面积的地表变形监测和地形测量。
3.卫星测高：卫星测高技术通过卫星载荷接收和处理地表的雷达回波信号，测量地表的高程，并生成高精度DEM数据。
这种方法适用于获取大范围的DEM数据，但精度相对较低。
二、测绘技术获取DEM数据1.地面测量：地面测量是通过在地面上放置测量仪器，通过测量角度、距离和高程来获取地表的高程信息。
常见的地面测量方法包括全站仪、GPS测量等，可以获取高精度的局部DEM数据。
2.摄影测量：摄影测量是通过航空或航天平台上的相机拍摄地面的图像，并通过图像处理和测量方法来推算地表的高程信息。
该方法适用于中等精度的大范围DEM数据获取。
3.地形测绘：地形测绘是通过现场勘测和测量获取地形数据，包括通过地形测图、地形描图和地形探测来获得地表高程数据。
这种方法适用于小范围和高精度的DEM数据获取。
三、数值高程模型获取DEM数据1.数学建模：数学建模是通过现有地表高程数据进行数学建模和插值方法来推算出没有测量点的地表高程数据。
常用的数学建模方法包括三角网格插值、反距离权重插值等，可以较好地还原地表的高程。
dem高程数据原理水底
DEM高程数据原理与水底地形1. DEM高程数据概述DEM（Digital Elevation Model）是数字高程模型的缩写，它是一种用数字化的方式来表示地球表面的高程信息的模型。
DEM数据以栅格的形式表示地表的高程，每个栅格单元内都有一个高程值。
DEM数据广泛应用于地理信息系统、地形分析、水文模拟、环境评估等领域。
2. DEM数据获取方法DEM数据的获取方法主要包括光学遥感、雷达遥感和测量法。
其中，光学遥感主要通过卫星或飞机搭载的光学传感器获取地表高程信息，雷达遥感则是利用合成孔径雷达（SAR）等雷达传感器的反射信号来获取高程信息，而测量法则是通过实地测量的方式获取高程数据。
3. DEM数据处理原理DEM数据的处理主要包括数据获取、数据预处理、数据插值和数据应用等步骤。
3.1 数据获取数据获取是指通过各种手段获取原始DEM数据，如卫星遥感、航空遥感或测量等。
3.2 数据预处理数据预处理是指对原始DEM数据进行去噪、滤波、辐射校正等处理，以提高数据质量和准确性。
3.3 数据插值数据插值是指通过一定的算法将离散的DEM数据点插值为连续的DEM表面。
常用的插值方法有三角网格插值、反距离加权插值、克里金插值等。
3.4 数据应用经过数据插值后，得到的DEM数据可以应用于水文模拟、地形分析、地质勘探、土地利用规划等领域。
对于水底地形，DEM数据在海洋学、地质学和海洋工程等领域具有重要的应用价值。
4. DEM数据在水底地形中的应用DEM数据在水底地形中的应用主要包括海底地形分析、海洋生态研究、海底资源勘探和海洋工程规划等。
4.1 海底地形分析DEM数据可以提供海底地形的高程信息，通过对DEM数据的分析，可以获取海底地形的坡度、坡向、地形起伏等信息。
这些信息对于海底地貌的研究和海洋地质的分析非常重要。
4.2 海洋生态研究DEM数据可以提供海底地形的细节信息，将DEM数据与其他海洋生态数据（如海洋植被分布、底栖动物分布等）进行关联分析，可以揭示海洋生态系统的空间分布规律，为海洋生态研究提供支持。
数字高程模型第三章DEM数据获取方法
扫描与矢量化：黑色或彩色扫描，扫描参数根据图件信息量、线划密度、质量等因素调节，一般分辨率不小于300dpi。扫描后进行矢量化。 数据分层：主要用于DEM的层有地形信息层、水系层、推测区域、辅助高程层、公里网层等。
2.摄影测量数据采集方法 1〕摄影测量的根本原理：利用在不同地方获取的具有一定重叠度的同一景物的两张影像，在室内建立立体模型，对其进行三维量测。 2〕摄影测量的信息获取方式 航空/航天摄影测量：飞行器上搭载摄影测量设备〔传感器〕，垂直摄影方式获得数据。 地面摄影测量：采用倾斜摄影或交向摄影方式获取数据。
基于不同观点的采样 1.统计学观点：DEM外表可以看作是点的特定集合〔采样空间〕有随机采样和系统采样两种方法。因此，对特定集合的研究可以转化为对采样数据的研究。 随机采样：对各采样点以一定概率进行选择，各点被选中的概率各不相同〔假设概率相同那么为简单随机采样〕。 系统采样：也称规那么采样，以预先设定的方式确定采样点，各采样点被选取得概率为100%。
5 . 地貌单元类型 不同的地貌类型划分对DEM数据采集有一定的指导意义，如黄土地貌破碎，要分布较的采样点，而平原地区高程数据的精度要求比较高〔对坡向、流域网络影响比其他地区要大〕。
采样数据的属性 采样：确定在何处需要量测点的过程，这个过程由三个参数决定：点的分布、点的密度和点的精度。 1.采样数据的分布：由数据位置和结构来确定，指数据点的分布形态。 位置由地理坐标系统中经纬度或格网坐标系统中坐标决定。 结构〔分布〕的形式很多，因地形特征、设备、应用的不同而不同。 结构〔或分布〕的类别之间没有明显的界线和标准，实际采样时相互之间很多时候是重叠的。
5.选择性采样：根据地形特征进行选择性采样，沿山脊线、山谷线、断裂线、离散特征点〔山顶点〕等。 优点是只需以少量的点便能使其所代表的地面具有足够的可信度。 6.混合采样：将选择性采样与规那么格网采样相结合或者是选择性采样与渐进采样相结合的方法。
测绘技术如何进行DEM生成与分析
测绘技术如何进行DEM生成与分析测绘技术在地理信息系统（GIS）和遥感领域中起着重要的作用。
其中，数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）的生成和分析是测绘技术应用的重要方面之一。
本文将介绍DEM的生成和分析的基本原理和方法。
一、DEM生成DEM是地球表面高程信息的数字化表示，可以呈现出地面的起伏和形状。
常见的DEM生成方法有光学影像法、激光雷达法和雷达干涉法等。
1. 光学影像法光学影像法是利用航空或卫星遥感影像来生成DEM的一种方法。
通过对图像进行几何矫正和配准，可以获取地面上的特征点的坐标，并计算出其高程信息。
这种方法常用于大面积的地形测量和地貌分析。
2. 激光雷达法激光雷达法是利用激光器向地面发射激光束，通过测量激光束的反射时间和回波强度来计算地面点的坐标和高程信息。
这种方法具有高精度和高分辨率的优势，常用于山地地形的测量和建模。
3. 雷达干涉法雷达干涉法是利用合成孔径雷达（SAR）的干涉图像来生成DEM的一种方法。
通过对两幅或多幅干涉图像进行差分操作，可以获取地表的高程变化信息。
这种方法适用于大范围的地表变形监测和地震研究。
二、DEM分析DEM生成后，可以进行各种地形参数的分析和应用。
下面介绍几种常见的DEM分析方法。
1. 地形剖面分析地形剖面分析是对DEM数据进行剖面提取，以了解地面的起伏变化情况。
通过剖面分析，可以获取地面的高程变化曲线，并进一步计算地形参数，如坡度、坡向、高程差等。
这些参数对地质研究、水文模拟和土地规划等领域具有重要意义。
2. 流域提取和水流模拟利用DEM数据可以提取出流域范围，并计算出流域的面积、长度和周长等属性。
同时，基于DEM数据，还可以进行水流模拟和洪水预测。
通过建立流域模型，模拟水流在地表的流动过程，从而预测洪水灾害的发生和影响。
3. 三维可视化和地形重建利用DEM数据可以进行三维地形模型的可视化和地形重建。
通过DEM数据，可以构建真实的地形模型，使人们能够直观地了解地貌特征和地形变化。
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航空遥感影像数据作为DEM数 据源注意点
遥感影像的几何畸变 遥感数据的增强处理 遥感影像数据的空间分辨率 遥感影像数据的解译和判读
地面测量数据及其特征
测量仪器：全球定位系统（GPS）、全站仪、 电子平板或经纬仪/测距仪 测量要素：方向、距离和高差 （三维坐标x、y、 z） 用途：公路铁路勘测设计、房屋建筑、场地平 整、矿山、水利等对高程精度要求较高的工程 项目 缺点：工作量大，周期长、更新十分困难，费 用较高
空密度
高程数据点的密度，是影响数字高程模型质量的 主要因素。数据点太稀，则数字模型的精度差， 数据太密，则增加了数据点数，增加了处理工作 量以及不必要的存储。
数据的密度
数据点的密度有多种表示方式： 1.相邻两点之间的距离：通常采样间隔 以一个数字加单位组成（所有采样点距 离的平均值） 2.单位面积内点数 3.截止频率 4.单位线段上的点数
4.坡度可以表示地表的陡峭方向和大小
地貌单元类型
DEM数据采样除与地形的几何特征、复 杂度有关外，地貌类型也对采样数据点 的分布和精度有一定影响
行业地貌类型的划分标准
地貌学 黄土地貌、风成地貌、喀斯特地貌、丹 霞地貌 地理学 ：平原、高原、丘陵、低山、高 山、极高山 测绘学 ：地表坡度和高差
黄土地貌样点要多，而平原地貌精度要高
现存DEM数据
覆盖全国范围的1:100万、1:25万、1:5万 数字高程模型 七大江河重点防洪区的1:1万DEM 省级1:1万数字高程模型的建库工作也已 全面展开
第二节 DEM数据采样理论基础
准备知识
DEM重点应放在数据来源和输入质量的控 制上，而不实学习复杂的内插方法
DEM是实际地形表面的再现，其对地形 表达（数字化模拟）的可信程度，很大 程度上取决于原始地形采样点的分布和 密度
tan
Y
2
2
Y
R
x 1
Z01
P
Z10
T
(1,1)
O
(0,0)
(1,0)
又：
tan XR PO O Q PO O Q RO O tan sin 1
Q
y
2 S
ta Yn P S O O Q PO Q S O O O ta sn i2 n ta c n o 1 s
所以： ta2n Xta2n Yta2n
DEM数据的主要来源
地形图 摄影测量与遥感影像数据 地面测量 既有DEM数据
地形图数据及其特征
地形图现势性 现势性差，但物美价廉 地形图存储介质 温度，湿度等存放环境会使地形图图幅产生不 同程度的变形 地形图精度 地形图精度决定地形图比例尺、等高线密度 （由等高距表示）、成图方法有关
各种不同比例尺的比较
地形复杂度表达方法
常用的判别方法： 光谱频率法、分数维、地形曲率、相似 性、坡度 （李志林 ）
坡度是地形复杂程度的最重要的因子？
1.通过坡度可以完整地形成地形曲面
2.坡度是地形曲面函数一阶微分的函数 (高程随距离变化的比率 ) ,坡度的变率 是地形曲面的二阶微分
3.区域DEM高程精度与平均坡度值之间 存在强相关
摄影测量数据采集方法
绝大部分的大比例尺图（1:5千、1:1万、 1:5万）的成图是采用摄影测量方法
立体像对法
资料来源于张超主编的《地理信息系统教程》所配光盘
两类数字摄影测量
全数字自动摄影测量方法：全数字摄影测量方 法采用规则格网采样，直接形成格网DEM，如 果与GPS自动空中三角测量系统集成，则可形 成内外业一体的高度自动化DEM数据采集技术 流程
手扶跟踪数字化操作
在数字化地图区域之外的三个角上分别 选取三个参照点 确定几个控制点并将其数字化 以点方式或流方式跟踪采集高程数据和 平面数据。
扫描矢量化
扫描过程：颜色（灰度值）和分辨率 （DPI） 矢量化过程 ：栅格图像转换成矢量数据 （矢量化过程可分为手动式、半自动式 和全自动式（暂时还没有）三类 ）
非特征要素是分布在各个地形单元上的 点和线，是为满足采样点密度要求而加 测的点，这些点线主要是用来辅助地形 重建（地形测图中的辅助等高线勾绘等）
地形的复杂程度
采样点多少要求 地形比较破碎，沟壑交错，这时宜多布 设一些采样点，以便能正确反映地形细 部变化特征 地形变化比较均匀平坦，则可在满足密 度要求的条件下，可适当减少采样点
方法：格网划分研究区（格网大小取决于应用精度 要求），计算各子区域内的等高线总长度，再根据 回归分析方法统计计算单位面积内等高线长度值与 坡度值之间的回归模型，然后将等高线长度值转换 成坡度值。
坡度的计算
Z11
tan X
Z10 Z11 Z00 Z01
2
2
X Z01 Z11 Z00 Z10
地形曲面几何特征
理论基础：地形表面可以划分成点和线 划分成一系列的单一几何表面 组成地形表面点和线可以分为两大类： 特征要素和非特征要素
特征要素包括地形特征点和特征线
特征点：山顶、洼地、鞍部、山脚点、山 脊点、山谷点等
特征线：山脊线、山谷线、各种断裂线 （陡坎、海岸线、水涯线等）
（实线为山脊线，虚线为山谷线，三角形表示山顶，小园 为鞍部，正方形为方向变化点和坡度变化点）
基于高程信息的不规则分布数 据粗差探测方法
第五节
DEM数据共享和利用
各个国家、地区和组织纷纷制定了相关领域的数据共享 原则和数据交换标准，我国也适时颁布了我国DEM数据 交换格式标准
我国DEM数据交换格式标准
DEMs数据体采取从北到南，从西到东的 顺序，并以ASCII码的方式存储。 文件头分两类数据：一类是基本的必须 的数据，一类是扩充的附加信息
美国USGS DEM特点
数据精度
采样数据精度与数据源、数据的采集方 法和数据采集的仪器密切相关的 数据源：野外测量>影像>地形图扫描 影像:摄影测量 >GPS
地形图无论是手扶跟踪数字化 还是地形图扫描的精度都是比较低的。
采样的布点遵循的原则
沿等高线采样 ：地形复杂沿等高线跟踪 的方式进行数据采集 ;在平坦的地区，则 不宜沿等高线采样 规则格网采样 :规定X和Y轴方向的间距 来形成平面格网，量测这些格网点的高 程。 剖面法：而在剖面法中，只沿一个方向 即剖面方向上采样
趋势，表现为连续空间的渐变模型，可用以光 滑的曲面来描述 。 原理：某一采样点的观测值和趋势面计算值相 差较大时，该点可能含有粗差，因为它偏离了 整体变化趋势
某流域降水量的二次多项式趋势面
三维可视化粗差检测技术
通过人机交互的方式可有效的检测粗差点
基于坡度信息的规则格网分布 数据粗差探测技术
坡度差计算 通过相邻两个网格之间的坡度差确定衡 量坡度是否变化一致的阈值 怀疑一点 粗差剔除与数据点改正
如何确定数据点最佳密度？
一是用截止频率方法，对地形进行频谱分析， 地形谱中高频成分比较丰富时，即地形比较破 碎，坡度变化较大，则要求数据点较密；反之， 则对数据点要求较稀。
二是采用渐近采样法，即按一定间距采样时， 取二次曲线代表地面的曲线，用间隔中点的线 性内插值与二次曲线内插值的高程差异来判断 格网密度是否适当。
第三节 DEM数据采样策略与采样方法
在何处的点要 量测记录
数字高程模型数据源的三大属性
点分布 （地理坐标系统中的经纬度或直 角坐标系统中的东北向坐标值 ）
采样点的选取
●规则网格采样：按规则矩形网格进行采样， 可直接生成规则矩形格网的DEM数据。 ●渐进采样：根据地形使采样点合理分布， 即平坦地区采样点少，地形复杂区采样点多 ●沿等高线采样：主要用于山区采样。 ●选择采样(特征链状数据 )：根据地形特征 进行采样，如沿山脊线、山谷线等进行采集。 ●随机采样：随机分布采样点 ●混合采样。 注意：所有采集的数据都要按一定的
《DEM及地学分析》
第三章 DEM数据获取方法 第一节 DEM数据源特征
准备知识
数据点是建立数字地面模型的基础。
有了地面三维信息，就能根据这些已知信息 （X,Y,Z）来确定地面数字函数模型，内插出需 要的数据点。取得一种密集方形格网线结点处 高程值，就能绘制等高线。对于图形的数据获 取，则是记录坐标、属性、特征等。获取的原 始数据，还要进行预处理。
我国不同比例尺DEM特点
1:1万DEM：格网尺寸为12.5m × 12.5m 1：5万DEM ：格网间距为25m ；平面坐 标系以1980西安坐标系为大地基准，投 影方式为高斯-克里格投影，以6度带分 带方式分带。高程基准采用1985国家高 程基准
我国不同比例尺DEM特点
全国1:25万DEM ：格网尺寸为 100m×100m ；高斯-克吕格投影的数字 高程模型数据 全国1:100万DEM
剖面（Profile）
渐进采样：平坦的地区采样要相对较少， 地形复杂的地区要采样相对较多
选择性采样：根据地形特征进行选择性 的采样（方法并不常见 ）
混合采样 ：选择采样与规则格网采样相 结合或者是选择采样与渐进采样相结合 的采样方法 （数据的存储管理与应用较 复杂 ）
DEM数据采集方法
地形图数据采集方法
注意：测量前要知道完整的地物编码系统
DEM数据采集技术的进展
合成孔径雷达干涉测量数据采集方法
机载激光扫描数据采集
DEM数据采集方法的对比分析
第五节
DEM数据采集质量控制
DEM用户应把重点放在数据来源和输入质量控制上， 而不是学习复杂的内插方法
原始数据粗差检测与剔除
趋势面概念：地形表面变化符合一定的自然
常用的方法：测绘学中的坡度和高差 有等高线图的计算方法 无等高线图：航测
等高线图中平均坡度计算方法
arcthgl P
P为测区的面积，为测区等高线的长度，h为等高距
平均坡度在测区较大或等高距不相等误差大
解决途径：统计回归方法