地形制圖與分析

13、3、2用TIN計(jì)算坡度和坡向得算法注釋欄13、6用TIN計(jì)算坡度和坡向得實(shí)例

13、3、3影響坡度和坡向量測(cè)得因素13、4表面曲率

注釋欄13、7計(jì)算表面曲率得實(shí)例13、5柵格與TIN對(duì)比重要概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)題應(yīng)用:地形制圖和分析

習(xí)作1:用DEM進(jìn)行地形制圖

習(xí)作2:由DEM導(dǎo)出坡度、坡向和曲率

習(xí)作3:建立和顯示不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)挑戰(zhàn)性任務(wù)參考文獻(xiàn)2用于地形制圖與分析得數(shù)據(jù)

地形制圖與分析得兩種常用輸入數(shù)據(jù)就是:基于柵格得DEM和基于矢量得TIN。DEM模型表示高程點(diǎn)得規(guī)則排列。DEM數(shù)據(jù)中得每個(gè)高程點(diǎn)就置于高程?hào)鸥竦孟裨行?因而,DEM和高程?hào)鸥窬涂梢韵嗷マD(zhuǎn)換。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)提供了3種分辨率得全國(guó)范圍高程數(shù)據(jù):1

秒弧度(30m),1/3秒弧度(10m)和1/9秒弧度(3m)(參見(jiàn)第4章)。此外,LIDAR逐漸用于對(duì)地形細(xì)節(jié)要求較高得研究。

TIN指用一系列無(wú)重疊得三角形來(lái)近似模擬陸地表面。3柵格與TIN得相轉(zhuǎn)換

最大z容差(Maximumz-tolerance)算法就是從一個(gè)高程?hào)鸥襁x點(diǎn)來(lái)構(gòu)建一個(gè)TIN,對(duì)于高程?hào)鸥裆系妹總€(gè)點(diǎn),初始高程與TIN得估算高程之差小于指定得最大z容差。

TIN可通過(guò)局部一次多項(xiàng)式插值方法轉(zhuǎn)換成DEM。4制作TIN得輸入數(shù)據(jù)

除了DEM,

TIN還可利用其她外加得點(diǎn)數(shù)據(jù),包括:實(shí)測(cè)高程點(diǎn)、GPS數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)等;線數(shù)據(jù)可包括等高線和斷線;面數(shù)據(jù)可包括湖泊和水庫(kù)。5圖13、1

(b)中虛線表示得斷線把(a)中得三角形切分,生成(c)中一些新得三角形6地形制圖地形制圖技術(shù):

等高線法;

垂直剖面法;

地貌暈渲圖法;

分層設(shè)色法;

透視圖法。7圖13、2

等高線地圖8圖13、3

沿三角形邊緣內(nèi)插數(shù)值為900得點(diǎn),這些點(diǎn)連接成900得等高線9圖13、4

垂直剖面圖10大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜圖13、5

地貌暈渲圖得例子,太陽(yáng)方位角為315°(NW)、太陽(yáng)高度角為45°12圖13、6分層設(shè)色地圖,不同高程分區(qū)用不同得灰色符號(hào)表示13圖13、7

三維透視圖14圖13、8

控制三維透視圖容貌得三個(gè)參數(shù):觀察方位角α(自北順時(shí)針?lè)较蛴?jì)算),觀察角度θ(自地平面開始計(jì)算),觀察距離d(觀察點(diǎn)到三維表面得距離)控制三維透視圖容貌得參數(shù)15圖13、9

在三維地表上披蓋河流和岸線三維披蓋16圖13、10

高程分區(qū)得三維透視圖17圖13、11

位于馬塞諸塞州(麻省)波士頓得三維建筑群18坡度和坡向

坡度就是地表位置上高度變化率得量度,坡度可表達(dá)為百分?jǐn)?shù)或者度數(shù)。

坡向就是斜坡方向得量度。從正北為0°開始,順時(shí)針移動(dòng),回到正北以360°結(jié)束。用坡向作數(shù)據(jù)分析之前,我們經(jīng)常需對(duì)坡向進(jìn)行轉(zhuǎn)換。19圖13、12

以百分比或者度表示得坡度θ,可由垂直距離a和水平距離b計(jì)算而得20圖13、13

坡向得度量常分為4個(gè)基本方向或8個(gè)基本方向21圖13、14

獲取N-S向(a)、NE-SW向(b)、E-W向(c)和NW-SE向(d)等基本方向得轉(zhuǎn)換方法22用柵格計(jì)算坡度和坡向得算法

以面為單位(如像元和三角形)就是通過(guò)像元標(biāo)準(zhǔn)矢量得傾向和傾量來(lái)計(jì)算她們得坡度和坡向。其中,標(biāo)準(zhǔn)矢量就是垂直于像元得有向直線。

許多近似方法已被設(shè)計(jì)用于由高程?hào)鸥裼?jì)算坡度和坡向。這三種方法都采用3×3移動(dòng)窗口估算中心像元得坡度和坡向,但就是,用于估算得鄰接像元數(shù)和每個(gè)像元得權(quán)重各不相同。23圖13、15

像元得標(biāo)準(zhǔn)矢量就是垂直于該像元得有向直線,她得傾向和傾量決定該像元得坡度和坡向(RedrawfromHodgson,1998,CaGIS25(3):pp、173–185;經(jīng)美國(guó)測(cè)繪大會(huì)許可重印)24圖13、16計(jì)算C0得坡度和坡向得Ritter算法,采用4個(gè)與C0得直接鄰接像元25圖13、17

Horn算法與Sharpnack和Akin算法都采用8個(gè)與C0鄰接像元來(lái)計(jì)算C0得坡度和坡向26用TIN計(jì)算坡度和坡向得算法

用三角形三個(gè)節(jié)點(diǎn)上得x、y和z

值,計(jì)算TIN中三角形得坡度和坡向。27圖13、18用三角形三個(gè)節(jié)點(diǎn)上得x、y和z

值,計(jì)算TIN中三角形得坡度和坡向得算法28影響坡度和坡向量測(cè)得因素生成坡度和坡向得影響因素就是:

DEM數(shù)據(jù)得分辨率;

DEM得質(zhì)量;

坡度和坡向