❶ SuperMap iDesktop中DEM數字高程模型數據的生成
一、 前言
DEM(Digital Elevation Model,數字高程模型)主要描述地表起伏形態特徵的空間數據模型,由地面規則格網點的高程值構成的矩陣,形成柵格結構數據。通常DEM用來表達地形特徵,可以說地形數據是我們進行地形分析的基礎,如我們可以利用地形數據提取坡度坡向的基礎地形因子,以及進行水文分析、可視性分析等較復雜的地形分析功此雀帆能。只有構建高質量的地形數據,才能保證我們後續分析結果的可靠。SuperMap產品提供的地形構建功能通過點或者線數據插值生成DEM數據,結果為一個柵格數據集,下面我分享在SuperMap iDesktop中如果生成DEM數據。
二、 生成DEM的源數據
在iDesktop生成DEM數據,需要准備有高程值屬性的點數據集或者線數據集。
1、 點數據集
1) 導入Excel(.xlsx/.csv)格式數據,生成點數據集;
2) 導入.shp格式的點數據,生成對應的點數據集;
3) 導入CAD格式數據,生成簡單點數據集;
2、 線數據集
1) 導入.csv格式數據,生成線數據集;
2) 導入.shp格式的線數據,生成對應的線數據集;
3) 導入CAD格式數據,生成簡單線數據集;
4) 柵格提取的等值線生成的線數據集;
三、 怎麼生成DEM數據
生成DEM數據需要用到插值分析,iDesktop提供了三種插值方式:不規則三角網(TIN)、距離反比權重插值法(IDW)和克呂金插值法(Kriging)。
1) TIN:需要先將給定的線數據集生成一個 TIN 模型,然後根據給定的極值點信息(可選)以及湖信息(可選)生成地形。TIN 模型能夠較好地反映地形特徵,但是數據結果復雜,適用於小區域地形的計算。
2) IDW:通過計算森雹附近區域離散點群的平均值來估算單元格的值,是一種簡單有效的數據插值方法,運算速度較快。
3) Kriging:與普通克呂金插值方法思路一樣,數據結構簡單,非常適用於大區域宏觀地形的構建。
在SuperMap iDesktop中生成DEM數據的操作步驟如下:
在「空間分析」選項卡的「柵格分析」組中,單擊「DEM 構建」下拉按鈕,在彈出的下拉菜單中選擇「DEM構建」命令,彈出「DEM構建」對話框。該對話框的上半部分用來對構建 DEM 的矢量數據進行顯示和操作;下半部分主要用來設置相關的參數。
四、 結語
准備好生成構建DEM的源數據後,在iDesktop中生成DEM是很方便的。在生成時,設置的高程欄位只能是數字類型,設置的解析度不宜過小,解析度設置的越小,行列值越歲慎大,建議行列數在500-1500左右,行列數越大,DEM構建耗時也越久。
❷ 用Arcgis 將30米解析度的DEM插值到15米或更大解析度的DEM,懇請大神告知我詳細步驟,謝謝啦
首先先把dem進行投影,使其解析度以m為單敗悉讓位。然後選擇data management tools - Raster工具下的resample工具,定義重采樣的大小,就可以了。不過雖然分辨陸磨率精細了,但是實質上精度還跟以前一樣,並未提高。察局
❸ DEM有什麼用途如何建立
DEM有什麼用途?如何建立?
正確答案:數字高程模型有許多用途,其中最重要的一些用途是:(1)在國家資料庫中存儲數字地形圖的高程數據;(2)計算道理設計、其它民用和軍事工程中挖填土石方量;(3)為軍事目的(武器導向系統、駕駛訓練)的地表景觀設計與規劃(土地景觀構築)等顯示地形的三維圖形;(4)越野通視情況分析(也是為了軍事和土地景觀規劃等目的);(5)規劃道路線路褲帆、壩址選擇等;(6)不同地面的比較和統計分析;(7)計算坡度、坡向圖,用於地貌暈渲的坡度剖面圖。幫助地貌分析,估計侵蝕和徑流等;(8)顯示專題信息或將地形起伏數據與專題數據如土壤、土地利用、植被等進行組合分析;(9)提供土地景觀和景觀處理模型的影像模擬所需的數據;(10)用其它連續變化的特徵代替高程後,DEM還可以表示如下方面:通行時間和費用、人口、直觀風景標志、污染狀況及地下水水位等。DEM有多種表示方法,通常所說的DEM指格網DEM和不規則三角網DEM,地形分析也基於此。建立:(1)格網DEM及其建立:格網DEM是DEM的最常用的形式,其數據的組織類似於圖像柵格數據,只是每個象元的值是高程值。即格網DEM是一種高程矩陣。其高程數據可直接由解析立體測圖儀獲取,也可由規則或不規則的離散數據內插產生。離散點構格網DEM是在原始數據呈離散分布,或原有的格網DEM密度不夠時需使用的方法。其基本思路是:選擇一合理的數學模型,利用已知點上的信息求出函數的待定系數,然後求算規則格網點上的高程值。離散點構格網DEM所採用的是內插演算法,插值的方法很多,如按距離加權法、多項式內插法、樣條函數內插法、多面函數法等等。大量的實驗證明,由於實際地形的非平穩性,不同的內插方法對DEM的精度並無顯著影響,主要取決於原始采樣點的密度和分布。簡單而常用的為線性內插法和雙線性多項式內插法。只要將與插值點距離最近的三個點(對線性內插)或四個點(對雙線性多項式內插)的坐標值和高程值代入方程,即可解出全部系數,然後用插值點的坐標帶入方程,即可計算出該點的高程值。(2)不規則三角網DEM(TIN)及其建立:規則三角網DEM直接利用原始采巧鄭樣點進行地形表面的重建,由連續的相互聯接的三角面組成,三角面的形狀和大小取決於不規則分布的觀測點的密度和位置。所謂建立不規則三角網DEM,就是由離散數據點構建三角網,如圖,即確定哪三個數據點構成一個三角形,也稱為自動聯接三角網。即對於平面上n個離散點,其平面坐標為(xi,yi),i=1,2,…,n,將其中相近的三點構成最佳三角形,使每個離散點都成為三角形的頂點。自動聯接三角網的結果為所有三角形的三個頂點的標號,如:1,2,8;2,8,3;3,8,7。為了獲得最佳三角形,在構三角網時,應盡可能使胡寬雹三角形的三內角均成銳角。其基本依據是三角形餘弦定理。
❹ DEM 內插方法
DEM 建立過程中的關鍵環節是根據采樣點的值內插計算格網點上的高程值。內插是指根據分布在內插點周圍的已知參考點的高程值求出未知點的高程值,由於所採集的原始數據排列一般是不規則的,為了獲取規則的 DEM,內插是必不可少的重要步驟。它是 DEM的核心問題,貫穿於 DEM 的生產、質量控制、精度評定、分析應用的各個環節。
根據不同的分類標准,有不同的內插方法分類,例如按數據分布規律分類,有基於規則分布數據的內插方法、基於不規則分布的內插方法和適合於等高線數據的內插方法等; 按內插點的分布范圍,內插方法分為整體內插、局部內插和逐點內插法; 從內插函數與參考點的關系方面,又分為曲面通過所有采樣點的純二維插值方法和曲面不通過參考點的曲面擬合插值方法; 從內插曲面的數學性質來講,有多項式內插、樣條內插、最小二乘配置內插等內插函數; 從對地形曲面理解的角度,蔽攔內插方法有克立金法、多層曲面疊加法、加權平均法、分形內插等。按分布范圍進行的內差主要有如下三種。
( 一) 整體內插
整體內插是指在整個區域用一個數學函數來表達地形曲面。整體內插函數通常是高次多櫻亂項式,要求地形采樣點的個數大於或等於多項式的系數數目。整體內插方法有整個區域上函數的唯一性、能得到全局光滑連續的 DEM、充分反映宏觀地形特徵等優點。但由於整體內插函數往往是高次多項式,它也有保凸性較差、不容易得到穩定的數值解、多項式系數的物理意義不明顯、解算速度慢且對計算機容量要求較高、不能提供內插區域的局部地形特徵等缺點。在 DEM 內插中,一般是與局部內插方法配合使用,例如在使用局部內插方法前,利用整體內插去掉不符合總體趨勢的宏觀地物特徵。另外也可用來進行地形采樣數據中的粗差檢測。
( 二) 局部分塊內插
局部分塊內插是將地形區域按一定的方法進行分塊,對每一分塊,根據其地形曲面特徵單獨進行曲面擬合和高程內插。一般按地形結構線或規則區域進行分塊,分塊的大小取決於地形的復雜程度、地形采樣點的密度和分布。為保證相鄰分塊之間的曲面平滑連接,相鄰分塊之間要有一定寬度的重疊,或者對內插曲面補充一定的連續性條件。這種方法簡化了地形的曲面形態,使得每一分塊可用不同的曲面表達,同時得到光滑連續的空間曲面。不同的分塊單元可以使用不同的內插函數。常用的內插函數有線性內插、雙線性內插、多項式內插、樣條函數、多層曲面疊加法等。
1. 線性內插與雙線性內插
形如 H = ax + by + c 的多項式稱為線性平面,它將分塊單元內部的地形曲面視為平面。如果在線性多項式中增加了交叉項 xy,線性內插則變成雙線性內插函數: H = ax + by + cxy+ d,之所以稱為雙線性內插,是因為當 y 為常數時,表達的是 x 方向的線性函數,而當 x 為常數時,則為 y 方向的線性函數。
線性內插函數中有三個未知數,需要三個采樣點才能唯一確定,而雙線性內插函數中有四個未知數,需要四個已知點。線性內插和雙線性內插函數由於物理意義明確,計算簡單,是基於 TIN 和基於正方形格網分布采樣數據的 DEM 內插和分析應用的最常用的方法。
2. 二元樣條函數內插
所謂樣條曲面,就是將一張具有彈性的薄板壓定在各個采樣點上,而其他的地方自由彎曲。從數學上講,就是一個分段的低次多項式,多項式的次數一般不超過三階。通過樣條函數,可以獲取在各個采樣點上具有最小曲率的擬合曲面。
二元樣條函數首先對采樣區域進行分塊,對每一塊用一個多項式進行擬合,為保證各個分塊之間的平滑過渡,按照彈脊並檔性力學條件設立分塊之間的連續性條件,即公共邊界上的導數連續條件。雖然樣條函數可適合的任意形狀的分塊單元,但一般還是將其應用在規則格網分布的采樣數據中。
與整體內插函數相比較,樣條函數不但保留了局部地形的細部特徵,還能獲取連續光滑的 DEM。同時樣條函數在擬合時,由於多項式的階數比較低,對數據誤差的響應不敏感,具有較好的保凸性和逼真性,同時也有良好的平滑性。
( 三) 逐點內插
逐點內插是以內插點為中心,確定一個鄰域范圍,用落在鄰域范圍內的采樣點計算內插點的高程值。逐點內插本質上是局部內插,但與局部分塊內插不同的是,局部內插中的分塊范圍一經確定,在整個內插過程中其大小、形狀和位置是不變的,凡是落在該塊中的內插點,都用該塊中的內插函數進行計算,而逐點內插法的鄰域范圍大小、形狀、位置乃至采樣點個數隨內插點的位置而變動,一套數據只用來進行一個內插點的計算。
逐點內插法要注意兩個問題,一是選擇合適的內插函數,內插函數決定著 DEM 精度、DEM 連續性、內插點鄰域的最小采樣點個數和內插計算效率。二是確定內插點鄰域,內插點的鄰域大小和形狀、鄰域內參加內插計算的數據點的個數、采樣點的權重、采樣點的分布、附加信息等不僅會影響到 DEM 的內插精度,也影響到內插速度。逐點內插方法計算簡單,內插效率較高,應用比較靈活,是目前較為常用的一類 DEM 內插方法。
❺ DEM的生成方法有哪些
1,人工格網法。2,立體像對法。3,高程點插值法。4,等值線插值法。5,三角網轉換法
❻ 編寫數字高程模型(DEM)內插程序
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