數(shù)字地面模型的概念與數(shù)據(jù)獲取.ppt

數(shù)字地面模型的概念與數(shù)據(jù)獲取,攝影測量學（下）第四章,武漢大學 遙感信息工程學院 攝影測量教研室, “測繪信息網(wǎng)”網(wǎng)友搜集,版權歸原權利人所有,概述 數(shù)字地面模型的發(fā)展 數(shù)字地面模型的概念與形式 數(shù)字地面模型的數(shù)據(jù)獲取,主要內容,概述,數(shù)字地面模型DTM（Digital Terrain Model）Miller教授1956年提出來。用于各種線路的設計、各種工程面積、體積、坡度的計算，任意兩點間可視性判斷及繪制任意斷面圖。, “測繪信息網(wǎng)”網(wǎng)友搜集,版權歸原權利人所有,在遙感中可作為分類的輔助數(shù)據(jù)。它是地理信息系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)。,在測繪中被用于繪制等高線、坡度坡向圖、立體透視圖，制作正射影像圖與地圖的修測。,數(shù)字地面模型的應用領域,在軍事上可用于導航及導彈制導。,在工業(yè)上可利用DSM繪制出表面結構復雜的物體的形狀。, 50年代末是其概念的形成； 60年至70年代對DTM內插問題進行研究。 70年代中、后期對采樣方法進行了研究， 80年代以來，對DTM的研究涉及到DTM系 統(tǒng)的各個環(huán)節(jié),數(shù)字地面模型的發(fā)展過程, “測繪信息網(wǎng)”網(wǎng)友搜集,版權歸原權利人所有,著名的DTM軟件包,德國Stuttgart大學研制的SCOP程序 Munich大學研制的 HIFI程序 Hannover大學研制的TASH程序 奧地利Vienna工業(yè)大學研制SORA程序 瑞士 Zurich工業(yè)大學研制的 CIP程序。,數(shù)字地面模型的概念,數(shù)字地面模型DTM是地形表面形態(tài)等多種信息的一個數(shù)字表示. DTM是定義在某一區(qū)域D上的m維向量有限序列： Vi,i=1,2,n 其向量Vi=（Vi1，Vi2，Vin）的分量為地形Xi，Yi，Zi（Xi，Yi） D）、資源、環(huán)境、土地利用、人口分布等多種信息的定量或定性描述。, “測繪信息網(wǎng)”網(wǎng)友搜集,版權歸原權利人所有,數(shù)字高程模型DEM（Digital Elevation Model）或 DHM(Digital Height Model)是表示區(qū)域D上地形的三維向量有限序列 Vi=（Xi，Yi，Zi），i=1，2，n 其中（Xi，Yi）D是平面坐標，Zi是（Xi，Yi）對應的高程.,數(shù)字高程模型的概念,數(shù)字高程模型DEM 表示形式,規(guī)則矩形格網(wǎng),利用一系列在X，Y方向上都是等間隔排列的地形點的高程Z表示地形，形成一個矩形格網(wǎng)DEM。,存貯量最小、便于使用管理。缺點是有時不能準確表示地形的結構與細部，,Xi=X0+i*DX （i= 0，1，NX 1） Yi=Y0+j*DY （j= 0，1，NY 1）,規(guī)則矩形格網(wǎng),(X0,Y0),D x,D y,不規(guī)則三角網(wǎng)TIN,若將按地形特征采集的點按一定規(guī)則連接成覆蓋整個區(qū)域且互不重疊的許多三角形，構成一個不規(guī)則三角網(wǎng)TIN表示的DEM,通常稱為三角網(wǎng)DEM或TIN。,能較好地顧及地貌特征點、線，表示復雜地形表面比矩形格網(wǎng)精確。缺點是數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)結構較復雜，使用與管理也較復雜。,矩形格網(wǎng)三角同混合形式DEM,德國Ebner教授等提出了Grid-TIN混合形式的DEM,一般地區(qū)使用矩形網(wǎng)數(shù)據(jù)結構沿地形特征則附加三角網(wǎng)數(shù)據(jù)結構,Grid-TIN混合網(wǎng),數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)獲取,為了建立DEM，必需量測一些點的三維坐標，被量測三維坐標的這些點稱為數(shù)據(jù)點。,DEM數(shù)據(jù)點的采集方法,1地面測量：利用自動記錄的測距經(jīng)緯儀在野外實測,3空間傳感器:利用GPS、雷達和激光測高儀等進行數(shù)據(jù)采集,2現(xiàn)有地圖數(shù)字化 ：用數(shù)字化儀對已有地圖上的信息，進行數(shù)字化的方法。手扶跟蹤數(shù)字化儀;掃描數(shù)字化儀,DEM數(shù)據(jù)點的采集方法, “測繪信息網(wǎng)”網(wǎng)友搜集,版權歸原權利人所有,LIDAR(Light Detection and Ranging),LIDAR, “測繪信息網(wǎng)”網(wǎng)友搜集,版權歸原權利人所有,數(shù)字攝影測量的DEM數(shù)據(jù)采集方式,沿等高線采樣:沿等高線采樣可按等距離間隔記錄數(shù)據(jù)或按等時間間隔記錄數(shù)據(jù)方式進行 . 規(guī)則格網(wǎng)采樣 :方法簡單、精度較高、作業(yè)效率也較高；特征點可能丟失,等高線,漸進采樣:先按預定的比較稀疏的間隔進行采樣，獲得一個較稀疏的格網(wǎng)，然后分析是否需要對格網(wǎng)加密,沿斷面掃描 :獲取數(shù)據(jù)的精度比其它方法要差，特別是在地形變化趨勢改變處，常常存在系統(tǒng)誤差。,數(shù)字攝影測量的DEM數(shù)據(jù)采集方式, “測繪信息網(wǎng)”網(wǎng)友搜集,版權歸原權利人所有,漸進采樣（Progressive Sampling）,利用高程的二階差分是否超過給定閾值；,判斷方法 之一,計算兩點間中點的二次內插值與線性內插值之差，判斷該差值是否超過給定的閾值。當超過閾值時，則對格網(wǎng)進行加密采樣,判斷方法 之二,選擇采樣 :可根據(jù) 地形特征進行選擇采樣,混合采樣:將規(guī)則采樣與選擇采樣結合起來進行,數(shù)字攝影測量的DEM數(shù)據(jù)采集方式,自動化DEM數(shù)據(jù)采集:按影像上的規(guī)則格網(wǎng)利用數(shù)字影像匹配進行數(shù)據(jù)采集。,DEM的質量控制,數(shù)據(jù)采集是DEM的關鍵問題。內插方法不能彌補取樣不當造成信息損失,DEM的質量控制有許多方法 :由采樣定理確定采樣間隔，由