《工程测量学》课件 第一章 1-5数字地面模型的获取和应用

数字地面模型（Digital Terrain Model，DTM）是表示地面起伏形态和地表景观的一系列离散点或规则点的坐标数值集合的总称，已广泛应用于测绘、地质、水利、工程规划设计、水文、气象等众多学科领域。传统模式下，首先应利用野外采集的数据绘制地形图必须经过“数→图”转换：先把点位标绘在地形图中，再勾绘等高线。需要求地面点的高程时，又必须经过“图→数”转换：在图上量取点的高程。而借助于DTM，可以根据一批已知的离散点，运用某种插值算法，求取任意待定点(已知其平面坐标)的地面高程。(数→图)(图→数)实测数据地形图使用数据DTM1.5 数字地面模型的获取和应用

在测绘领域，用一系列地面点的x、y位置及其相联系的高程表示区域地面形状的模型，称为数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）。这一系列地面点可以是离散形式的，它们应有三维坐标(x,y,z)，则数字地面模型是表示某一区域的三维向量有限序列，用函数的Vixi,yi,zi,i1,2,3,n形式描述为：当该序列中各平面向量的平面位置呈规则格网排列时，地面点的平面位置可由起始点推算求得，则其平面坐标可省略，此时数字地面模型就简化为一维向量序列，表示为：zi,i1,2,3,n因此，数字地面模型常用一维向量序列表示。这种用一维向量序列表示的DEM也称为格网DEM。1.5 数字地面模型的获取和应用

数字地面模型建立方法简介

将实地采集的地物和地貌特征点的三维坐标，经过检索处理后，由计算机识别碎部点的地形信息编码：

将相应地物特征点自动连成地物轮廓线；将地貌特征点连成地性线；

组成规则方格网或不规则三角网等建模形式的地面高程模型。



以便根据任一点的平面坐标来内插求得该点的高程，从而绘制等高线、断面图，或直接提供给道路、管线等工程的设计和城镇建筑规划设计使用。

1.5 数字地面模型的获取和应用

数字地面模型建立方法简介

根据碎部点三维地形数据采集方式的不同，数字地面模型的建模的常用方法有两种：

密集正方形格网法不规则三角形格网法

1.5 数字地面模型的获取和应用

数字地面模型建立方法简介——密集正方形格网法

密集正方形格网法是将一系列高程采样点按一定格网形式有规则地排列。

优点：数据结构简单，存储量少，便于数据的检索，处理和应用。缺点：结点高程基本上均是插值数据，而非实测碎部点，故等高线

在某些地段会与原始数据点发生矛盾，其数字地面模型显然会歪曲某些地段的地形结构特征。

1.5 数字地面模型的获取和应用

数字地面模型建立方法简介——密集正方形格网法

主要适用于大范围的水准测量，或碎部观测点呈规则分布、且点是等距离或网格边长较短的情况。

在航测数字化成图系统中，由于是在室内航测仪器生成的地面立体模型上采集碎部点地形信息，所以均采用规则格网法直接采集网结点的三维坐标，并建立数字地面模型。

1.5 数字地面模型的获取和应用

数字地面模型建立方法简介——密集正方形格网法

用规则格网法建立DTM透视图

1.5 数字地面模型的获取和应用

数字地面模型建立方法简介——不规则三角形格网法

不规则三角形格网TIN（Triangle Irregulation Network）是直接利用测区内野外实测的所有离散地形特征点，构造出邻接三角形组成的格网形结构。

三角形格网的顶点全为实测碎部点，地形特征数据得到了充分利用；

完全依据碎部高程点的原始数据插绘等高线，几何精度高，且算法简单；

等高线和碎部点的位置关系与原始数据完全相符，减少了模型中错误的发生。

1.5 数字地面模型的获取和应用

数字地面模型建立方法简介——不规则三角形格网法

用三角形格网法建立DTM透视图

1.5 数字地面模型的获取和应用

1.5 数字地面模型的获取和应用

1.5 数字地面模型的获取和应用

1.5 数字地面模型的获取和应用

小结：1、数字地面模型、数字高程模型的概念；2、了解数字地面模型的建立方法。本章目录退出本章作业