數(shù)字高程模型第二講dem數(shù)據組織與管理(已修改)
2025-03-17 06:19 本頁面
【正文】 數(shù)字高程模型 第二章 DEM數(shù)據組織與管理 ● 數(shù)字高程模型是地形曲面的數(shù)字化表達，也就是說， DEM是在計算機存儲介質上科學、真實地描述、表達和模擬地形曲面實體，因此它的建立實際上是一種地形數(shù)據的建模過程。 ● DEM的建立首先要對地形曲面進行抽象、總結和提煉，形成高度概括的地形曲面數(shù)據模型，然后在此數(shù)據模型基礎上，將觀測數(shù)據按照一定的結構組織在一起，形成對數(shù)據模型的表述，最后借助計算機實現(xiàn)數(shù)據管理和地形重建。 ● 按一定結構組織在一起的地形數(shù)據，一般通過數(shù)據庫進行管理和調度（當然小范圍的數(shù)據也可采用文件形式進行管理）。 ● DEM數(shù)據設計一般遵循以下的基本原則： ①適用性，滿足主要用戶的需求，并充分兼顧潛在用戶的需求； ②運行性，快速顯示和查詢，保持正常運行，可以及時提供數(shù)據產品； ③更新性，能對數(shù)據庫中的數(shù)據進行增加、修改和刪除，方便地擴充和進行數(shù)據更新； ④相關性，保證與其他基礎地理信息產品的相關性，使數(shù)據庫在數(shù)學基礎、坐標系統(tǒng)以及產品一致性方面相關； ⑤ 相容性，與其他類型數(shù)據庫系統(tǒng)兼容，可以共享或相互交換數(shù)據； ⑥先進性，采用科學的技術手段，使系統(tǒng)保持一定的先進性； ⑦高質量，與原始資料一致，數(shù)據質量可靠，數(shù)據標準、規(guī)范； ⑧完備性，除了基本的數(shù)據體外，有完備的元數(shù)據內容； ⑨安全性，有嚴密的權限控制機制。 DEM數(shù)據模型 GIS的空間數(shù)據模型從認知角度講有三類：基于對象的模型、基于網絡的模型和基于場的模型；從表達上講有矢量數(shù)據模型、鑲嵌數(shù)據模型（柵格數(shù)據模型）和組合數(shù)據模型。數(shù)字高程模型主要刻畫具有連續(xù)變化的空間對象，因此屬于基于場的鑲嵌數(shù)據模型。 ● 鑲嵌數(shù)據模型（ Tessellation model）源于這樣的思想：空間對象可用相互連接在一起的網絡來覆蓋和逼近，或者說用在二維區(qū)域上的網絡劃分來覆蓋整個研究區(qū)域。 ● 鑲嵌數(shù)據模型特別適合于對三維離散空間數(shù)據的表達，以及對具有連續(xù)變化的空間對象的模擬。網絡的特征參數(shù)包括網格尺寸、形狀、方位等，對同一地理現(xiàn)象可以由若干不同的尺度、不同的聚分性網絡來覆蓋。 ● 鑲嵌數(shù)據模型按照網格形狀可分為規(guī)則鑲嵌數(shù)據模型和不規(guī)則鑲嵌數(shù)據模型，鑲嵌模型的典型應用是地形曲面模擬，即數(shù)字高程模型，其中基于正方形網絡的鑲嵌數(shù)據模型為柵格 DEM，而基于不規(guī)則鑲嵌數(shù)據模型為不規(guī)則三角網 DEM。 ● 所謂規(guī)則鑲嵌數(shù)據模型，就是用規(guī)則的小面塊集合來逼近不規(guī)則分布的地形曲面。在二維空間中可以有多種可能的規(guī)則格網劃分方法，如圖 1。 ● 構造規(guī)則鑲嵌模型的方法是：用數(shù)學手段將研究區(qū)域進行網格劃分，把連續(xù)的地理空間離散為互不覆蓋的網格，然后對網格單元附加相應的屬性信息，例如對規(guī)則格網的 DEM而言，一般通過曲面擬合方法求得柵格單元的高程值。 ● 從數(shù)據結構上看，規(guī)則格網的主要優(yōu)點是其數(shù)據結構為通常的二維矩陣結構，每個網格單元表示二維空間的一個位置，不管是沿水平方向還是垂直方向，均能方便地利用簡單的數(shù)學公式訪問任何位置的格網單元；同時，處理這種結構的算法比較多而且成熟，大多數(shù)計算機程序語言都有矩陣處理功能。此外，以矩陣形式存儲和組織數(shù)據還具有隱式坐標，即格網單元的平面坐標隱含在矩陣的行列號之中，從而不需要進行坐標數(shù)字化。 ● 基于規(guī)則鑲嵌數(shù)據模型 DEM的缺點是不管地形變化復雜還是簡單，均采用相同的結構，導致數(shù)據冗余而給數(shù)據管理帶來不便。 ● 不規(guī)則鑲嵌數(shù)據模型是指用來進行鑲嵌
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