【正文】 的三維模型 圖 與正射航空影象合成后的三維圖形DEM與正射影象疊合的地面三維模型 4 DTM地形分析 1) 坡度和坡向分析 2) 地面粗糙度計算 ARC/VIEW提取地面坡度圖示例 ARC/VIEW提取地面坡向圖示例 3) 地表曲率計算 原始 DEM數(shù)據(jù) 地面坡度數(shù)字矩陣 地面剖面曲率數(shù)字矩陣 slope of DEM slope of slope 地面剖面曲率提取方法 原始 DEM數(shù)據(jù) 地面坡向數(shù)字矩陣 地面平面曲率數(shù)字矩陣 slope of DEM slope of slope 地面平面曲率提取方法 數(shù)字地面模型應用 ——坡度坡向的計算 又： 所以 ???????????????????YZZZZXZZZZYX22t a n22t a n1000110101001110??1s i nt a nt a n ??? ???? ROQOQOPOROPOX12 c o st a ns i nt a nt a n ????? ????? SOQOQOPOSOPOY??? 222 t a nt a nt a n ?? YX2?? y?x?1?T(0,0) (1,1) (1,0) Z10 Z11 Z01 P O Q R S 地面剖面曲率圖 地面平面曲率圖 4) 谷脊特征分析 (1) 當 （ zi,(j1) –zi,j） （ zi,(j+1) –zi,j） 0 時 若 zi,(j+1) zi,j 則 VR(i, j) = 1 若 zi,(j+1) zi,j 則 VR(i, j) = 1 (2) 當 （ z(i1),j – zi,j） （ z(i+1),j –zi,j） 0 時 若 z(i+1),j zi,j 則 VR(i, j) = 1 若 zi,(j+1) zi,j 則 VR(i, j) = 1 在其它情況下 ， VR(i, j) = 0 其中 VR(i, j) = 1表示谷點 VR(i, j) = 1表示脊點 VR(i, j) = 0表示其它點 5) DEM水文分析 78 72 69 71 58 4974 67 56 49 46 5069 53 44 37 38 4864 58 55 22 31 2468 61 47 21 16 1974 53 34 12 11 122 2 2 4 4 82 2 2 4 4 8484211128 128 1 2 4 82 2 1 4 4 41 1 1 1 4 160 0 0 0 0 00 1 1 2 2 00 3 7 5 4 010235742000 0 0 02024100原始 DEM數(shù)據(jù) 水流方向矩陣 水流累計矩陣 ARC/VIEW提取地面水系分布圖示例 6) 基于 DTM的可視性分析 可視性分析也稱道視分析，它實質(zhì)屬于對地形進行最優(yōu)化處理的范疇，比如設置雷達站、 電視臺的發(fā)射站、道路選擇、航海導航等，在軍事上如布設陣地 (如炮兵陣地、電子對抗陣地 )、設置觀察哨所、鋪架通信線路等。 ARC/VIEW 可視域提取 1234Pt鉛垂線算法（ PointPolygon） 網(wǎng)絡分析 ? 地理網(wǎng)絡（如交通網(wǎng)絡）、城市基礎設施網(wǎng)絡（如各種網(wǎng)線、電力線、電話線、供排水管線等）進行地理分析和模型化，是地理信息系統(tǒng)中網(wǎng)絡分析功能的主要目的。結點中又有下面幾種特殊的類型。 2） 最短路徑或最低耗費路徑 確定起點 、 終點和要經(jīng)過的中間點 、 鏈 ， 求最短或耗費最小路徑 。 2. 一般情況下，后者比前者的范圍要小 3. 適用的范圍不同： 網(wǎng)絡分析 ——資源分配（ Allocation） ? 為網(wǎng)絡中的線（結點）尋找最近 (阻抗強度的大小 )的資源（發(fā)散地） ? 每個資源有自身的最大承受能力 ? 確保有效的分配，根據(jù)資源容量以及網(wǎng)絡線（結點）的需求將網(wǎng)絡線和結點分配給各個資源。 如 P—中心的定位分配問題 ： 在 m個候選點中選擇 P個供應點為 n個需求點服務，使得為這幾個需求點服務的總距離 (或時間或費用 )為最少。 實現(xiàn) ：根據(jù)空間索引，檢索哪些對象可能位于該窗口，然后根據(jù)點、線、面在查詢開窗內(nèi)的判別計算，檢索到目標。 空間 運算 6） 緩沖區(qū)查詢 根據(jù)用戶給定的一個點 、 線 、 面緩沖的距離 ， 從而形成一個 緩沖區(qū)的多邊形 ， 再根據(jù)多邊形檢索 原理 ， 檢索該緩沖區(qū)內(nèi)的空間實體 。 為此需要增加 空間數(shù)據(jù)類型 （ 如點 、 線 、 面等 ） 和 空間操作算子（ 如求長度 、 面積 、 疊加等 ） 。 缺點 ：當空間約束條件復雜時 ， 很難用圖符描述；用二維圖符表示圖形之間的關系時 ， 可能會出現(xiàn)歧義；難以表示 “ 非 ” 關系；不易進行范圍 （ 圓 、 矩形 、 多邊形等 ） 約束；無法進行屏幕定位查詢等 。 7．什么是數(shù)字地面模型？它有哪些應用？請在有關GIS軟件中實踐之。 用鼠標點擊 “ 熱點 ” 后 ， 可以彈出說明信息 、 播放聲音 、 完成某項工作等 。 例如 ， “ 查詢長江流域人口大于 50萬的縣或市 ” ， 可表示為： SELECT * FROM縣或市 WHERE 縣或市 .人口 50萬 AND CROSS（ 河流 .名稱 =“長江 ” ） 主要優(yōu)點 是：保留了 SQL的風格 ， 便于熟悉 SQL的用戶的掌握 ， 通用性較好 ， 易于與關系數(shù)據(jù)庫連接 。 1） 查找 僅選擇一個屬性表 ， 給定一個屬性值 ， 找出對應的屬性記錄或圖形 。 線 —線 （ 與某干流 A相連的所有支流 ） A、 從 線狀地物表 中 ， 查找組成 A的所有弧段及關聯(lián)的結點； B、 從 結點表 中 ， 查詢與這些結點關聯(lián)的弧段； 點 —點 （ A與 B是否相通 ） 等 。 空間查詢 空間數(shù)據(jù)庫 查詢條件 屬性限制 空間拓撲限制 二者結合 GIS軟件 查詢結果 統(tǒng)計結果： 圖、表、文字 新圖層 新的屬性域添加到屬性數(shù)據(jù)庫 查詢方式 圖形 屬性 空間查詢語言 閃爍、顏色等明顯表示 返回 給出圖形信息： 如鼠標點取，拉框等方式。分配有兩種形式，一種是由分配中心向四周分配 ，另一種是由 四周向收集中心分配 。 核心算法 求兩點間的權數(shù)最小路徑，常用的算法是 Dijkstra。 ? 拐點 （ Turn），出現(xiàn)在網(wǎng)絡鏈中的分割結點上，狀態(tài)屬性有阻力，如拐彎的時間和限制 ? 中心 （ Center），是接受或分配資源的位置，如水庫、商業(yè)中心、電站等 ? 站點 （ Stop），在路徑選擇中資源增減的結點 網(wǎng)絡要素的表示 1）鏈弧 4 2 55 35 鏈弧號 起結點 終結點 長度 (km) 正方向阻強 (km/h) 反方向阻強(km/h) 資源需求量 20 2 4 35 55（ 1:表示不通，單行道） … 2) 轉彎： M條弧相連共有轉彎個數(shù) N： 結點號 從弧段 至弧段 角度 時間阻強 (s) 34 L2 L1 90 60 34 L1 L1 180 30 34 L2 L3 90 1(不允許拐彎） 34 L1 L3 0 0(無阻強 ) 34 L1 L2 L3 ?？奎c 3）?？奎c、中心的屬性 停靠點： 直接在相應的結點上附上需求量屬性 ， 負為下卸 ， 正值為裝載 ， 中心： 資源最大容量 、 服務范圍和服務延遲數(shù) （ 在其它中心達到某個數(shù)量時才提供服務 ） 。 ? 網(wǎng)絡：線的組合，由線 link 、節(jié)點 node組成。 2）可視域 (ViewShed)，即對于給定的觀察點所覆蓋的區(qū)域 ? 兩點之間的通視性算法 ① 確定過觀察點和