第八章 數(shù)字地形圖的應(yīng)用

1、第八章第八章 數(shù)字地形圖的應(yīng)用數(shù)字地形圖的應(yīng)用 8.1 8.1 概概 述述 8.28.2 地形圖的基本應(yīng)用地形圖的基本應(yīng)用 8.3 8.3 格網(wǎng)數(shù)字高程模型格網(wǎng)數(shù)字高程模型 8.1 8.1 概概 述述 一、數(shù)字地形圖：以數(shù)字形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上一、數(shù)字地形圖：以數(shù)字形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上 的地形圖獲取數(shù)字地形圖方法有三個(gè)：的地形圖獲取數(shù)字地形圖方法有三個(gè)： 地面數(shù)字測圖、數(shù)字?jǐn)z影測圖、地形圖數(shù)字化。地面數(shù)字測圖、數(shù)字?jǐn)z影測圖、地形圖數(shù)字化。 二、數(shù)字地形圖的應(yīng)用二、數(shù)字地形圖的應(yīng)用 a.a.方便地獲取各種地形信息：量測各點(diǎn)的坐標(biāo)、任意兩方便地獲取各種地形信息：量測各點(diǎn)的坐標(biāo)、任意兩

2、點(diǎn)間的距離、直線的方位角、點(diǎn)的高程、兩點(diǎn)間的坡度和在點(diǎn)間的距離、直線的方位角、點(diǎn)的高程、兩點(diǎn)間的坡度和在 圖上設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)坡度線等紙制地形圖所能完成的各種測量工作圖上設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)坡度線等紙制地形圖所能完成的各種測量工作 ， 且精度高、速度快。且精度高、速度快。 b.b.建立數(shù)字地面模型（建立數(shù)字地面模型（DTMDTM）：可繪制不同比例尺的等高）：可繪制不同比例尺的等高 線地形圖、地形立體透視圖、地形斷面圖等線地形圖、地形立體透視圖、地形斷面圖等;DTM;DTM是是GISGIS的基礎(chǔ)的基礎(chǔ) 資料資料, ,可用于土地利用現(xiàn)狀分析、土地規(guī)劃管理和災(zāi)情分析等可用于土地利用現(xiàn)狀分析、土地規(guī)劃管理和災(zāi)情分析等 在

3、軍事上可用于導(dǎo)航和導(dǎo)彈制導(dǎo)等。在軍事上可用于導(dǎo)航和導(dǎo)彈制導(dǎo)等。 一、確定點(diǎn)的坐標(biāo)一、確定點(diǎn)的坐標(biāo) 二、確定兩點(diǎn)間的水平距離二、確定兩點(diǎn)間的水平距離 三、確定直線的坐標(biāo)方位角三、確定直線的坐標(biāo)方位角 8.28.2 地形圖的基本應(yīng)用地形圖的基本應(yīng)用 一、確定點(diǎn)的坐標(biāo)一、確定點(diǎn)的坐標(biāo) 1:1000 1100 1200 1300 1400 1500 1000 A B p n m q (X0,Y0) 400 500 600 700 800 o MpAYY MmAXX A A 0 0 如圖：求如圖：求A點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo) 式中：式中： ， 該點(diǎn)該點(diǎn) 所在方格所在方格西南角西南角 坐標(biāo)；坐標(biāo)； M 比例尺分母比例

4、尺分母 0 x 0 y 若考慮圖紙伸縮若考慮圖紙伸縮 （l 格網(wǎng)理論長度格網(wǎng)理論長度10cm） MpA pq l YY MmA mn l XX A A 0 0 例：例： my mx 1200 500 0 0 cmpA cmmA 6 4 則：則： my mx A A 1260 540 1100 1200 1300 1400 1500 1000 A B p n m q (X0,Y0) 400 500 600 700 800 o 1:1000 一、確定點(diǎn)的坐標(biāo)一、確定點(diǎn)的坐標(biāo) 1、圖解法（直接量測）、圖解法（直接量測） dMD 22 )()( ABABAB yyxxD 二、確定兩點(diǎn)間的水平距離二、確

5、定兩點(diǎn)間的水平距離 2、量測坐標(biāo)計(jì)算（解析法）、量測坐標(biāo)計(jì)算（解析法） 例：圖上量得例：圖上量得dAB=169.7mm，則，則AB的的 實(shí)地距離：實(shí)地距離： mDAB7 .169 mymx mymx BB AA 1380,660 1260,540 mDAB705.169 例：圖上量得例：圖上量得 則算得則算得 1100 1200 1300 1400 1500 1000 A B p n m q (X0,Y0) 400 500 600 700 800 o 1:1000 三、確定直線的坐標(biāo)方位角三、確定直線的坐標(biāo)方位角 1、直接量測、直接量測 2、量測坐標(biāo)計(jì)算、量測坐標(biāo)計(jì)算 )( )( arctan

6、 AB AB AB xx yy 例：圖上量得例：圖上量得 45 AB mymx mymx BB AA 1380,660 1260,540 45 AB 例：圖上量得例：圖上量得 則算得則算得 1100 1200 1300 1400 1500 1000 A B p n m q (X0,Y0) 400 500 600 700 800 o 1:1000 d d hHhHH mfmF 1 dmndmF, 1 式中：式中： 50 m n F 等高距等高距h 例：已知例：已知Hm=53m，h=1m，量得，量得 mF=d1=3mm， mn=d=4mm。 AB AB AB AB D HH D h i d d h

7、HH mF 1 = 53.75m 則：則： 式中：式中： AB h A，B兩點(diǎn)間的兩點(diǎn)間的高差；高差； A B A，B兩點(diǎn)間的實(shí)際兩點(diǎn)間的實(shí)際水平距離。水平距離。 AB D 53 m n F 1、繪制坐標(biāo)系，以高程為縱軸，距離為橫軸。、繪制坐標(biāo)系，以高程為縱軸，距離為橫軸。 注：高程比例尺一般比平距比例尺大注：高程比例尺一般比平距比例尺大1020倍。倍。 地形圖地形圖1：1000 剖面圖剖面圖1：1000 1：100 1、根據(jù)規(guī)定坡度求出相鄰等高線之間的最小平距、根據(jù)規(guī)定坡度求出相鄰等高線之間的最小平距dmin。 。 2、以、以A為圓心，為圓心，以以dmin為半徑為半徑，找出與相鄰等高線的，找

8、出與相鄰等高線的交點(diǎn)交點(diǎn)。 3、依此做法，直到終點(diǎn)，、依此做法，直到終點(diǎn)，依次連接各點(diǎn)依次連接各點(diǎn)。 i = h / d dmin= h / i h -等高距等高距 i -設(shè)計(jì)坡度設(shè)計(jì)坡度 1、連接分水線、連接分水線 （山脊線）。（山脊線）。 2、利用面積量、利用面積量 算方法，確定出算方法，確定出 匯水范圍。匯水范圍。 公路公路 橋涵橋涵 匯水范圍匯水范圍 在確定匯水范圍時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在確定匯水范圍時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）邊界線（除構(gòu)筑物外）應(yīng)與山脊線一致，）邊界線（除構(gòu)筑物外）應(yīng)與山脊線一致， 且與等高線垂直；且與等高線垂直； （2）邊界線是經(jīng)過一系列山頭和鞍部的曲線，）邊界線是經(jīng)過

9、一系列山頭和鞍部的曲線， 并與河谷的指定斷面閉合。并與河谷的指定斷面閉合。 3、根據(jù)匯水面積、最大降雨量計(jì)算最大流水量、根據(jù)匯水面積、最大降雨量計(jì)算最大流水量Q。 4、據(jù)、據(jù)Q設(shè)計(jì)橋涵斷面。設(shè)計(jì)橋涵斷面。 8.3 8.3 格網(wǎng)數(shù)字高程模型格網(wǎng)數(shù)字高程模型 一、數(shù)字高程模型（一、數(shù)字高程模型（DEMDEM） 1 1、數(shù)字高程模型、數(shù)字高程模型DEMDEM（Digital Elevation ModelDigital Elevation Model）是以數(shù)字的）是以數(shù)字的 形式按一定結(jié)構(gòu)組織在一起，表示實(shí)際地形特征空間分布的模型，形式按一定結(jié)構(gòu)組織在一起，表示實(shí)際地形特征空間分布的模型， 是定義在

10、是定義在x x、y y域離散點(diǎn)（規(guī)則或不規(guī)則）上以高程表達(dá)地面起伏形域離散點(diǎn)（規(guī)則或不規(guī)則）上以高程表達(dá)地面起伏形 態(tài)的數(shù)字集合，即態(tài)的數(shù)字集合，即 Vi=(Xi,Yi,Zi),i=1,2,3, ,n Vi=(Xi,Yi,Zi),i=1,2,3, ,n 。 若為規(guī)則格網(wǎng)，則有若為規(guī)則格網(wǎng)，則有 Zi, i=1,2,3, ,n Zi, i=1,2,3, ,n 。 2 2、數(shù)字地面模型、數(shù)字地面模型DTMDTM（ Digital Terrain Model Digital Terrain Model ）是表示地面）是表示地面 起伏形態(tài)和地表景觀的一系列離散點(diǎn)或規(guī)則點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值集合的總起伏形態(tài)和地表

11、景觀的一系列離散點(diǎn)或規(guī)則點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值集合的總 稱。稱。 3 3、DTMDTM與與DEMDEM的區(qū)別：的區(qū)別：DTMDTM是帶有空間位置特征和地形屬性特征是帶有空間位置特征和地形屬性特征 的數(shù)字描述，包含著地面起伏和屬性兩個(gè)含義，當(dāng)?shù)臄?shù)字描述，包含著地面起伏和屬性兩個(gè)含義，當(dāng)DTMDTM中地形屬性中地形屬性 為高程時(shí)，就是數(shù)字高程模型為高程時(shí)，就是數(shù)字高程模型DEMDEM。 在在GISGIS中，中， DEMDEM是建立是建立DTMDTM的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其它的地形要素可由的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其它的地形要素可由DEMDEM 直接或間接導(dǎo)出。直接或間接導(dǎo)出。 二、數(shù)字高程模型的特點(diǎn)二、數(shù)字高程模型的特點(diǎn) 1 1、

12、便于以多種形式顯示地形信息；、便于以多種形式顯示地形信息； 2 2、精度保持不變；、精度保持不變； 3 3、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化。、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化。 即：便于存儲(chǔ)、更新、傳播和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化處理；具有多比即：便于存儲(chǔ)、更新、傳播和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化處理；具有多比 例尺特性；特別適合于各種定量分析與三維建模。例尺特性；特別適合于各種定量分析與三維建模。 三、格網(wǎng)三、格網(wǎng)DEMDEM生成（等高線內(nèi)插法）生成（等高線內(nèi)插法） * *DEMDEM三維圖形顯示示例：三維圖形顯示示例： * *除此之外常用不規(guī)則三角網(wǎng)（除此之外常用不規(guī)則三角網(wǎng)（TINTIN）建立）建立DEMDEM。 （數(shù)字）地形圖（數(shù)字）地形圖 （地形圖的基本知識(shí)）（地形圖的基本知識(shí)） 測量碎部點(diǎn)的測量碎部點(diǎn)的 平面位置與高程平面位置與高程 數(shù)字地形圖的應(yīng)用數(shù)字地形