数字地形模型

数字地形分析( DTM)

数字地形分析(Digital Terrain Model，DTM)，是指在数字高程模型上进行地形属性计算和特征提取的数字信息处理技术。DTM技术是各种与地形因素相关空间模拟技术的基础。地形属性根据地形要素的关系特征和计算特征，可以归纳为地形曲面参数(parame-ters)、地形形态特征(features)、地形统计特征(statistics)和复合地形属性(compound at-tributes)。地形曲面参数具有明确的数学表达式和物理定义，并可在DEM上直接量算，如坡度、坡向、曲率等。地形形态特征是地表形态和特征的定性表达，可以在DEM上直接提取，其特点是定义明确，但边界条件有一定的模糊性，难以用数学表达式表达，如在实际的流域单元的划分中，往往难于确定流域的边界。地形统计特征是指给定地表区域的统计学上的特征。复合地形属性是在地形曲面参数和地形形态特征的基础上，利用应用学科(如水文学、地貌学和土壤学)的应用模型而建立的环境变量，通常以指数形式数字地形分析的主要内容有两方面，一是在复杂的现实世界地理过程中各影响因子和简单、高效、精确、易于理解的抽象与计算机实现中找到平衡。简单地说，就是提取描述地形属性和特征的因子，并利用各种相关技术分析解释地貌形态、划分地貌形态等。二是DTM的可视化分析。数字地形分析中可视化分析的重点在于地形特征的可视化表达和信息增强，以帮助传达地形曲面参数、地表形态特征和复合地形属性的信息。根据分析内容，常用的数字地形分析的方法有以下几种(图4-1)(王政权，1999)。图 4-1 数字地形分析常用方法1.提取坡面地形因子地形定量因子是为有效地研究与表达地貌形态特征所设定的具有一定意义的参数或指标。从地形地貌的角度考虑，地表是由不同的坡面组成的，而地貌的变化，完全源于坡面的变化。常用的坡面地形因子有坡度、坡向、平面曲率、坡面曲率、地形起伏度、粗糙度、切割深度等。2.提取特征地形要素(1)流域分析流域分析主要是根据地表物质运动的特性，特别是水流运动的特点，利用水流模拟的方法来提取水系、山脊线、谷底线等地形特征线，并通过线状信息分析其面域特征。(2)可视域分析可视性分析包括两方面内容，一个是两点之间的通视性(Intervisibility)，另一个是可视域(ViewShed)，即对于给定的观察点所覆盖的区域。3.地形统计特征分析地形统计分析是应用统计方法对描述地形特征的各种可量化的因子或参数进行相关、回归、趋势面、聚类等统计分析，找出各因子或参数的变化规律和内在联系，并选择合适的因子或参数建立地学模型，从更深层次探讨地形演化及其空间变异规律。DEM是建立DTM的“基础数据”或称为单要素图，在GIS中可以表示为一个层面或基本图件，其他要素均可以从DEM数据直接或间接导出，因此称为“派生数据”，一些派生数据如:平均高程、坡度、坡向等仍是系统数据库中存储的一个层面或基本图件。这些层面都是位置配准的，将它们与其他属性的层面叠置，可以完成多种资源与环境分析。

数字地形图、数字高程模型(DEM)和数字地面模型（DTM)三者的区别是什么？

数字地形图的历史形态是模拟地形图，一般是纸质的。地形图上的地貌是用等高线、高程点、陡坎、陡崖等表达的。等高线和高程点,外加陡坎、陡崖及其比高构成了一种“高程模型”。通过对数字高程模型（DEM）的判读，可以得到对地表高程的总体印象，是对实际地貌的一种模拟.数字地形图上的等高线和高程点是数字高程模型的一种。不规则三角网、规则格网都可以是数字高程模型，其核心特点是都可以对地表高程信息进行完整的模拟。数字地面模型（DTM）包括数字高程模型、数字坡度模型、数字坡向模型等。DEM必须是高程信息，是地表的模拟；DSM可以是地物表面的模拟，包括植被表面、房屋的表面，对DSM进行加工，去掉房屋、植被等信息，可以形成DEM。数字地形图简介数字地形图是以磁盘或光盘为载体、用数字方式记录的地形信息，是信息时代的高科技产品。有了数字地形图，可以输出绘制各种比例尺的地形图和专题图。也可以很容易地获取各种地形信息，可以量测各个点位的坐标；可以量测点与点之间的距离；可以量测直线的方位角、点位的高程、两点间的坡度和在图上设计坡度线等。可以建立数字地面模型(DTM)，即相当于得到了地面的立体的形态。利用该模型，可以绘制各种比例尺的等高线地形图、地形立体透视图、地形断面图，确定汇水范围和计算面积，确定场地平整的填挖边界和计算土方量。在公路和铁路设计中，可以绘制地形的三维轴视图和纵、横断面图，进行自动选线设计。数字地面模型是地理信息系统(GIS)的基础资料，可用于土地利用现状分析、土地规划管理和灾情分析及城市规划等。数字地形图的应用不受比例尺精度的限制，可以从中获取比白纸地形图精度更高的地形信息。数字高程模型(DEM)简介数字高程模型(Digital Elevation Model),简称DEM。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(Digital Terrain Model，简称DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为，DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。数字地面模型（DTM)简介数字地面模型(digital terrain model，DTM)就是以数字的形式来表示实际地形特征的空间分布。有时所指的地形特征点仅指地面点的高程，就将这种数字地形描述称为数字高程模型(digital elevation model，DEM)。最初是于1958年由美国麻省理工学院Miller教授提出。数字地面模型广泛用于遥感，地理信息系统，大地测量和电子地图等领域。