数字高程模型（DEM）与数字地形模型（DTM）解析

"数字高程模型.ppt" 数字高程模型（Digital Elevation Model, 简称DEM）是地理信息系统中的重要数据类型，用于精确地表示地表地形的三维特征。DEM通常由一系列地表单元上的高程值组成，通过数学函数z=f(x, y)来描述地形表面。它在地理、测绘、环境科学、水利、气象等领域有着广泛的应用。 DEM与数字地形模型（Digital Terrain Model, DTM）之间存在一定的区别。DEM专注于地表的高程信息，而DTM则包含了更多关于地形的属性信息，如坡度、坡向等，因此DTM可以看作是DEM的扩展和深化。在实际应用中，DEM常用于模拟水流、计算视线、分析地形地貌、以及制作地形图等。 DEM的表示方法主要有以下几种： 1. **三维函数模拟**：这种方法试图通过数学公式来描述复杂的地形表面，但实际操作中往往过于复杂，不太常见。 2. **格网值**：这是最常用的表示方式，将区域划分为规则或不规则的网格，每个网格节点都有一个对应的高程值。这种表示方式便于计算机处理，但可能会产生数据冗余，且对地形细节的表现受限于网格大小。 3. **等高线模式**：通过等高线来描述地形，等高线间的距离代表了地表的高度差。这种表示方法适合展示地形轮廓，但需要插值算法来确定非等高线上的高程，且不适合进行复杂的地形分析。 4. **点模式**：在特定的点上记录高程值，可以是从实地测量得到的离散点或者由等高线数字化得到。点模式可以转化为高程矩阵，适用于计算机处理，但也存在数据稀疏性和不连续性的问题。 在创建DEM的过程中，数据获取是关键步骤，通常通过航空摄影测量、卫星遥感、激光雷达（LiDAR）等技术来获取地面高程信息。数据获取后，通过内插算法（如IDW、Kriging等）将这些离散点转换为连续的高程表面，形成完整的DEM。 DEM的应用非常广泛，包括但不限于： - 地形分析：计算坡度、坡向、山谷线、山脊线等地形特征。 - 水文学应用：模拟河流流动、洪水预测、地下水位分析。 - 城市规划：评估建筑物的日照条件、风环境等。 - 灾害防治：地震、滑坡风险评估。 - 交通规划：路线设计、可视性分析。 - 生态研究：植被分布、气候模型等。 数字高程模型是现代地理信息系统不可或缺的工具，它通过多种表示方法和数据处理技术，为地表特征的分析和研究提供了强大的支持。随着技术的进步，DEM的精度和应用范围将持续扩大。