數(shù)字高程模型第三講：dem數(shù)據(jù)獲取方法-文庫吧
2025-04-24 23:23 本頁面
【正文】 素：地形特征點(diǎn)和特征線 ? 特征點(diǎn)：山頂、洼地、鞍部、山腳點(diǎn)、山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)等 不僅能表示出自己的高程信息，還能給周圍點(diǎn)更多的地形信息 ? 特征線：山脊線、山谷線、斷裂線（陡坎、海岸線、水涯線等）－－將特征點(diǎn)相連形成。 ? 坡度變換點(diǎn)：在地形剖面上反映了地形的坡度變化趨勢(shì) — 陡緩坡的變化。 ? 方向變化點(diǎn)：在平面上刻劃著地形特征線的走勢(shì)變化 — 正負(fù)坡的變化。 ?非特征要素：分布在各個(gè)地形單元上的點(diǎn)和線，為滿足采樣點(diǎn)密度要求而加測(cè)的點(diǎn)和線，用于輔助地形重建。 地形結(jié)構(gòu)特征（實(shí)線為山脊線，虛線為山谷線，三角形表示山頂， 小圓為鞍部，正方形為方向變化點(diǎn)和坡度變化點(diǎn)） 4 . 地形的復(fù)雜程度 ? 地形曲面的復(fù)雜程度是地形數(shù)據(jù)采樣時(shí)必須考慮的又一個(gè)因素。地形比較破碎，采樣點(diǎn)多；地形比較均勻平坦，減少采樣點(diǎn)。 ? 地形復(fù)雜度可以通過粗糙度和不規(guī)則性來描述，可用不同參數(shù)來表達(dá)（分?jǐn)?shù)維、地形曲率、相似性、坡度等），這些參數(shù)能夠描述地形曲面的總體特征。 5 . 地貌單元類型 不同的地貌類型劃分對(duì) DEM數(shù)據(jù)采集有一定的指導(dǎo)意義，如黃土地貌破碎，要分布較的采樣點(diǎn)，而平原地區(qū)高程數(shù)據(jù)的精度要求比較高（對(duì)坡向、流域網(wǎng)絡(luò)影響比其他地區(qū)要大）。 采樣：確定在何處需要量測(cè)點(diǎn)的過程，這個(gè)過程由三個(gè)參數(shù)決定：點(diǎn)的分布、點(diǎn)的密度和點(diǎn)的精度。 ：由數(shù)據(jù)位置和結(jié)構(gòu)來確定，指數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布形態(tài)。 ?位置由地理坐標(biāo)系統(tǒng)中經(jīng)緯度或格網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)中坐標(biāo)決定。 ?結(jié)構(gòu)（分布）的形式很多，因地形特征、設(shè)備、應(yīng)用的不同而不同。 結(jié)構(gòu)（或分布）的類別之間沒有明顯的界線和標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際采樣時(shí)相互之間很多時(shí)候是重疊的。 數(shù)據(jù)密度是指采樣數(shù)據(jù)密集程度，與研究區(qū)域的地貌類型和地形復(fù)雜程度相關(guān)。用于刻畫地形形態(tài)所必需的最少的數(shù)據(jù)點(diǎn)。 表示方法：相鄰兩點(diǎn)之間的距離、單元面積內(nèi)的點(diǎn)數(shù)、截止頻率、單位線段上的點(diǎn)數(shù)等。 采樣距離：相鄰兩采樣點(diǎn)之間的距離，也稱采樣間隔。 ?采樣距離為 20米 — 表示規(guī)則格網(wǎng)分布的采樣數(shù)據(jù) ?每平方米 500點(diǎn) — 描述隨機(jī)分布的采樣數(shù)據(jù) ?單位線段上的點(diǎn)數(shù)，每米 2點(diǎn) — 描述數(shù)據(jù)分布是沿等高線或特征線等線狀分布采樣點(diǎn) 數(shù)據(jù)點(diǎn)精度指數(shù)據(jù)點(diǎn)本身所具有的精確度，是數(shù)據(jù)獲取過程中各種不同類型誤差的綜合反映。 ?采樣數(shù)據(jù)精度與數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)的采集方法和數(shù)據(jù)采集的儀器密切相關(guān)。 ?野外測(cè)量、影像、地形圖掃描的精度從高到低。 ?激光掃描、干涉雷達(dá)的精度是非常高的。 ?攝影測(cè)量比 GPS的精度要高，達(dá)到厘米級(jí)。地形圖的手扶跟蹤和掃描矢量化的精度都較低。 DEM數(shù)據(jù)采樣策略與方法 ：采樣時(shí)將 Z軸固定，即固定高程值眼等高線采集高程點(diǎn)。平坦地區(qū)不宜使用。 ：通過規(guī)定 X和 Y軸方向的間距來形成平面格網(wǎng)，在立體模型上兩側(cè)這些格網(wǎng)點(diǎn)的高程值。 規(guī)則格網(wǎng)采樣能確保所采集數(shù)據(jù)的平面坐標(biāo)具有規(guī)則的格網(wǎng)形式。 ：數(shù)據(jù)采樣時(shí)將 X或 Y軸之一固定，沿一個(gè)方向即剖面方向上對(duì)高程進(jìn)行采集。 速度較快，精度比規(guī)則格網(wǎng)的要低。 ：隨著地形復(fù)雜程度的變化合理的分布采樣點(diǎn)，在小區(qū)域內(nèi)網(wǎng)格間距逐漸改變，采樣也由粗到精地逐漸進(jìn)行。 漸進(jìn)采樣能解決規(guī)則格網(wǎng)采樣方法中的數(shù)據(jù)冗余，但在地表突變區(qū)域內(nèi)仍有較高的冗余度。 若在第一輪粗略采樣中丟失某些相關(guān)特征，不可能在后輪中恢復(fù)。 ：根據(jù)地形特征進(jìn)行選擇性采樣，沿山脊線、山谷線、斷裂線、離散特征點(diǎn)（山頂點(diǎn)）等。 優(yōu)點(diǎn)是只需以少量的點(diǎn)便能使其所代表的地面具有足夠的可信度。 ：將選擇性采樣與規(guī)則格網(wǎng)采樣相結(jié)合或者是選擇性采樣與漸進(jìn)采樣相結(jié)合的方法。 地形圖數(shù)字化是一種 DEM數(shù)據(jù)獲取的最基本方法。 1）手扶跟蹤數(shù)字化 步驟： ?定參考點(diǎn)（固定地圖） ?定控制點(diǎn) ?跟蹤采集（點(diǎn)方式、流方式） 2）掃描數(shù)字化 /矢量化 ?掃描過程：將地形圖從模擬狀態(tài)（紙質(zhì)地圖）通過掃描轉(zhuǎn)換成灰度（彩色）的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（影像），即以像素信息方式存儲(chǔ)地圖信息。 注意兩個(gè)問題： 分辨率、顏色 ?矢量化過程：將得到的柵格圖像轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)。 具體方法： 手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)式 步驟： ?掃描圖件準(zhǔn)備：圖件、接圖表、控制點(diǎn)、坐標(biāo)系等 ?圖件預(yù)處理：檢查圖面是否平整、圖廓點(diǎn)與符號(hào)清晰，量測(cè)圖廓邊長(zhǎng)，檢查變形情況，檢查接邊，等高線連接情況等。 ?定向糾正與編輯：將地圖數(shù)據(jù)由數(shù)字化儀坐標(biāo)（掃描文件坐標(biāo)）轉(zhuǎn)化為地理 /地圖坐標(biāo)。若圖面變形大，逐格網(wǎng)進(jìn)行糾正。坐標(biāo)變化方式由仿射變換、雙線性變換、二次多項(xiàng)式等方法。坐標(biāo)誤差要小于
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