"数字地面模型(Digital Terrain Model, DTM)是地理信息系统中的关键组成部分,用于描述地表的地形特征,如高程、坡度、坡向等。它起源于1956年,最初应用于高速公路自动设计,后来扩展到各种工程设计、测绘、遥感分析、土地规划和军事应用等领域。DTM可以采用网格、等高线或三角网等多种形式表达,并能通过算法进行相互转换。数字高程模型(DEM)是DTM的一种特殊情况,专注于高程信息的表示。DEM在地形分析中起到重要作用,能够计算面积、体积、坡度,进行通视分析和流域结构生成等。其精度、数据采集、质量控制、数据压缩和应用等方面都是研究的重点。"
在地理信息系统中,数字地面模型(DTM)是一个三维空间数据结构,用于存储地表地形特征的数字信息。它不仅包含高程数据,还可能包括地形的其他属性,如地形的粗糙度、坡度和坡向等。DTM是通过采样地面点的高程值来创建的,这些点在空间上是连续分布的,形成一个连续函数的离散表示。
数字高程模型(DEM)是DTM的一个子集,专用于表示地形的高程信息。DEM通常以网格形式存储,每个网格单元对应一个特定的海拔高度,这使得计算和分析地形特征变得方便。例如,通过DEM可以计算地形坡度,即地面两点间高程差与水平距离的比值;坡向则指明地面下降最快的方向。此外,DEM还可以用于生成等高线图,进行通视分析(判断两点之间是否存在视线障碍),以及洪水风险预测等。
在实际应用中,DTM和DEM的获取方式多样,包括航空摄影测量、卫星遥感、激光雷达(LiDAR)扫描等技术。这些数据采集方法各有优缺点,例如,LiDAR能提供非常精确的高程信息,但成本较高。数据的质量控制和粗差探测是确保模型准确性的关键步骤,而数据压缩则有助于降低存储和传输的成本。
DTM和DEM的建立与应用研究涵盖了多个方面,包括提高数据精度、地形分类、不规则三角网的构建等。不规则三角网DTM是一种灵活的数据结构,特别适合处理非规则地形或复杂地貌,可以更好地捕捉地形细节。
数字地面模型和数字高程模型是现代地理信息系统和地球科学中不可或缺的工具,它们为理解和利用地球表面的地形特征提供了强大的支持,广泛应用于城市规划、环境保护、灾害预警、军事战略等多个领域。