地形制图与分析.ppt

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1、第13章地形制图与分析13.1用于地形制图与分析的数据13.1.1数字高程模型（DEM）注释栏13.1LIDARDEM的应用举例13.1.2不规则三角网（TIN）13.2地形制图13.2.1等高线法13.2.2垂直剖面法13.2.3地貌晕渲图法注释栏13.2反立体效果注释栏13.3相对辐射值的计算实例13.2.4分层设色法13.2.5透视图法13.3坡度和坡向13.3.1用栅格计算坡度和坡向的算法注释栏13.4由D到坡向的转换注释栏13.5用栅格计算坡度和坡向的实例213.3.2用TIN计算坡度和坡向的算法注释栏13.6用TIN计算坡度和坡向的实例13.3.3影

2、响坡度和坡向量测的因素13.4表面曲率注释栏13.7计算表面曲率的实例13.5栅格与TIN对比重要概念和术语复习题应用：地形制图和分析习作1:用DEM进行地形制图习作2:由DEM导出坡度、坡向和曲率习作3:建立和显示不规则三角网（TIN）挑战性任务参考文献3用于地形制图与分析的数据地形制图与分析的两种常用输入数据是：基于栅格的DEM和基于矢量的TIN。DEM模型表示高程点的规则排列。DEM数据中的每个高程点就置于高程栅格的像元中心，因而，DEM和高程栅格就可以相互转换。美国地质调查局（USGS）提供了3种分辨率的全国范围高程数据：1秒弧度（30m），1/3秒弧度

3、（10m）和1/9秒弧度（3m）（参见第4章）。此外，LIDAR逐渐用于对地形细节要求较高的研究。TIN指用一系列无重叠的三角形来近似模拟陆地表面。4栅格与TIN的相转换最大z容差（Maximumz-tolerance）算法是从一个高程栅格选点来构建一个TIN，对于高程栅格上的每个点，初始高程与TIN的估算高程之差小于指定的最大z容差。TIN可通过局部一次多项式插值方法转换成DEM。5制作TIN的输入数据除了DEM,TIN还可利用其他外加的点数据，包括：实测高程点、GPS数据和雷达数据等；线数据可包括等高线和断线；面数据可包括湖泊和水库。6图13.1(b)中虚线

4、表示的断线把(a)中的三角形切分，生成(c)中一些新的三角形7地形制图地形制图技术：等高线法；垂直剖面法；地貌晕渲图法；分层设色法；透视图法。8图13.2等高线地图9图13.3沿三角形边缘内插数值为900的点，这些点连接成900的等高线10图13.4垂直剖面图11图13.5地貌晕渲图的例子，太阳方位角为315°(NW)、太阳高度角为45°12图13.6分层设色地图，不同高程分区用不同的灰色符号表示13图13.7三维透视图14图13.8控制三维透视图容貌的三个参数：观察方位角α（自北顺时针方向计算），观察角度θ（自地平面开始计算），观察距离d（观察点到三维表面的距

5、离）控制三维透视图容貌的参数15图13.9在三维地表上披盖河流和岸线三维披盖16图13.10高程分区的三维透视图17图13.11位于马塞诸塞州（麻省）波士顿的三维建筑群18坡度和坡向坡度是地表位置上高度变化率的量度，坡度可表达为百分数或者度数。坡向是斜坡方向的量度。从正北为0°开始，顺时针移动，回到正北以360°结束。用坡向作数据分析之前，我们经常需对坡向进行转换。19图13.12以百分比或者度表示的坡度θ，可由垂直距离a和水平距离b计算而得20图13.13坡向的度量常分为4个基本方向或8个基本方向21图13.14获取N-S向(a)、NE-SW向(b)、E-W向

6、(c)和NW-SE向(d)等基本方向的转换方法22用栅格计算坡度和坡向的算法以面为单位（如像元和三角形）是通过像元标准矢量的倾向和倾量来计算它们的坡度和坡向。其中，标准矢量是垂直于像元的有向直线。许多近似方法已被设计用于由高程栅格计算坡度和坡向。这三种方法都采用3×3移动窗口估算中心像元的坡度和坡向，但是，用于估算的邻接像元数和每个像元的权重各不相同。23图13.15像元的标准矢量是垂直于该像元的有向直线，它的倾向和倾量决定该像元的坡度和坡向（RedrawfromHodgson,1998,CaGIS25（3）：pp.173–185；经美国测绘大会许可重印）24图

7、13.16计算C0的坡度和坡向的Ritter算法，采用4个与C0的直接邻接像元25图13.17Horn算法与Sharpnack和Akin算法都采用8个与C0邻接像元来计算C0的坡度和坡向26用TIN计算坡度和坡向的算法用三角形三个节点上的x、y和z值，计算TIN中三角形的坡度和坡向。27图13.18用三角形三个节点上的x、y和z值，计算TIN中三角形的坡度和坡向的算法28影响坡度和坡向量测的因素生成坡度和坡向的影响因素是：DEM数据的分辨率；DEM的质量；坡度和坡向算法；局部地形。29图13.19三种不同分辨率的DEM：美国地质调查局的30m(a)和10m的DE

8、M(b)，由LIDAR数