《DEM的可視化》課件

DEM可視化數(shù)字高程模型(DEM)是地球表面三維形狀的數(shù)字表示，對于地理空間分析和可視化至關重要。什么是DEM數(shù)字高程模型DEM是一種用于表示地球表面地形的三維數(shù)據(jù)模型。高程數(shù)據(jù)它存儲了地面上每個點的海拔高度信息。三維地形DEM可用于創(chuàng)建三維地形模型，用于可視化和分析。DEM的作用地形分析DEM可用于分析地形特征，如坡度、坡向、地形起伏、山脊線和谷底。水文分析DEM可用于進行水文分析，如流域劃分、河流網(wǎng)絡提取和洪水模擬?？梢暬疍EM可用于創(chuàng)建三維地形模型，提供直觀的視覺化。DEM數(shù)據(jù)獲取航空攝影測量利用航空攝影機拍攝地面照片，通過立體定位和三維重建技術獲取DEM。衛(wèi)星遙感利用衛(wèi)星傳感器獲取地面影像，通過數(shù)字圖像處理和正射校正等技術獲取DEM。地面測量利用全站儀、水準儀等儀器進行地面測量，通過數(shù)據(jù)處理和插值方法獲取DEM。航空攝影測量獲取DEM1圖像采集使用航空相機從高空拍攝地面圖像，覆蓋目標區(qū)域。2影像匹配將多幅圖像進行精確匹配，建立空間幾何關系。3三維重建根據(jù)匹配的圖像信息，生成三維點云數(shù)據(jù)。4DEM生成從三維點云數(shù)據(jù)中提取地面高程信息，生成DEM。衛(wèi)星遙感獲取DEM1立體影像利用多顆衛(wèi)星獲取同一區(qū)域不同角度的影像。2影像匹配通過圖像處理技術，將不同角度的影像進行匹配。3三角測量利用匹配的影像信息，計算出地面的三維坐標。地面測量獲取DEM1傳統(tǒng)測量經(jīng)緯儀、水準儀等工具進行地面測量2GPS測量利用GPS接收機獲取地面點坐標3全站儀測量全站儀可快速測量地面點坐標和高程地面測量方法可以獲取高精度的地形數(shù)據(jù)，但效率較低，成本較高。適用于局部區(qū)域或精度要求高的地形測量。DEM數(shù)據(jù)處理流程1數(shù)據(jù)清洗去除噪聲和錯誤數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)插值填充缺失數(shù)據(jù)3數(shù)據(jù)轉換將數(shù)據(jù)轉換為所需格式4數(shù)據(jù)分析提取關鍵信息5數(shù)據(jù)可視化展示分析結果DEM數(shù)據(jù)格式柵格DEM柵格DEM將地形數(shù)據(jù)存儲在規(guī)則網(wǎng)格中，每個網(wǎng)格單元代表一個特定區(qū)域的高度。矢量化DEM矢量化DEM使用線段和點來表示地形特征，例如等高線、坡度線和山脊線。柵格DEM數(shù)字矩陣柵格DEM將地形表面劃分為規(guī)則的網(wǎng)格，每個網(wǎng)格單元對應一個高程值，形成一個數(shù)字矩陣?？臻g分辨率柵格DEM的空間分辨率取決于網(wǎng)格單元的大小，高分辨率的DEM能夠更精確地描述地形細節(jié)。矢量化DEM矢量數(shù)據(jù)矢量DEM將地形信息存儲為點、線和面等幾何圖形。地理信息系統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)適合在GIS軟件中進行地理空間分析和可視化。數(shù)據(jù)結構矢量DEM通常包含點、線和面的屬性信息，例如高度、坡度和坡向等?？梢暬疍EM數(shù)據(jù)DEM數(shù)據(jù)是地理空間數(shù)據(jù)的一種重要類型，它可以被用于創(chuàng)建各種各樣的地圖和模型，以幫助我們更好地理解和分析地球表面。DEM數(shù)據(jù)的可視化是將這些數(shù)據(jù)轉化為人類可以理解的圖像和圖形的過程。通過可視化DEM數(shù)據(jù)，我們可以直觀地看到地形地貌的細節(jié)，并從中提取有用的信息，例如坡度、坡向、水流方向等。DEM可視化方法概述等高線通過連接等高點形成的曲線，展現(xiàn)地形的起伏變化。陰影圖模擬光照方向和強度，突出地形的明暗變化。坡度圖顯示地形的坡度變化，用于分析地形特征和評估地形條件。坡向圖指示地形的坡向，用于分析水流方向、植被分布和地表能量平衡。等高線可視化等高線是將同一海拔高度的點連接起來形成的曲線。等高線圖能夠直觀地展現(xiàn)地形的起伏變化，是DEM可視化最常用的方法之一。等高線圖通常會使用不同的顏色和線型來表示不同的海拔高度，方便用戶識別不同地形特征。通過等高線圖可以獲取地形坡度、坡向、地形起伏等信息，為地質勘探、水文分析、工程設計等提供重要的參考依據(jù)。陰影圖可視化陰影圖陰影圖通過模擬光照方向，增強地形起伏的視覺效果。光照方向可以調整光照方向，以突出不同方向的地形特征。坡度圖可視化坡度圖是DEM數(shù)據(jù)的一種重要可視化形式，它可以直觀地顯示地形的坡度變化，為地質、地理、環(huán)境等學科的研究提供重要參考。坡度圖通常用顏色或灰度級表示坡度值，顏色越深或灰度值越高，表示坡度越大。坡向圖可視化坡向圖顯示地表坡度的方向，通常以方位角表示，并通過顏色或符號來表示。坡向圖可以幫助了解地形的傾斜方向，例如，河流的流向、山脊和山谷的位置以及土壤侵蝕的方向。3D地形建模逼真地形利用DEM數(shù)據(jù)可以構建逼真的3D地形模型，展現(xiàn)地形的起伏變化和細節(jié)特征。城市規(guī)劃3D地形模型可以幫助城市規(guī)劃人員更好地理解地形的限制條件，優(yōu)化城市設計。環(huán)境監(jiān)測3D地形模型可以用于監(jiān)測植被變化、土壤侵蝕和水資源管理等環(huán)境問題。多元景觀指標計算DEM數(shù)據(jù)可用于計算各種地形指標，如坡度、坡向、海拔、曲率、地形粗糙度等。這些指標可以進一步用于分析景觀結構、生物多樣性、水文過程、土壤侵蝕等。多元景觀指標計算可以為土地利用規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護、災害風險評估等提供重要的決策依據(jù)。地形剖面分析剖面提取從DEM數(shù)據(jù)中提取特定方向的剖面線，以分析地形的起伏變化和坡度變化。剖面圖繪制將提取的剖面線數(shù)據(jù)繪制成圖表，直觀地展示地形的縱向變化趨勢。流域分析水文特征確定河流網(wǎng)絡、流域面積和流域邊界。水資源評估分析水資源的可用性、分布和變化。水質監(jiān)測評估水污染源，監(jiān)測水質變化。水文模型建立水文模型，預測水流和水質。視域分析定義視域分析是指確定觀察者從特定位置可以看到的區(qū)域，它有助于了解景觀的可見性并進行空間規(guī)劃。應用視域分析廣泛應用于城市規(guī)劃、建筑設計、旅游開發(fā)、軍事防御和環(huán)境保護等領域。洪水泛濫分析風險評估洪水泛濫分析可用于評估洪水風險，幫助人們更好地了解可能發(fā)生的洪水規(guī)模和影響。預警系統(tǒng)基于DEM數(shù)據(jù)的洪水模型可以開發(fā)成洪水預警系統(tǒng)，幫助人們及時應對洪水災害。災后重建洪水泛濫分析可以幫助人們了解洪水對基礎設施的影響，為災后重建提供參考?；聻暮Ψ治鲲L險評估利用DEM數(shù)據(jù)可以識別出潛在的滑坡區(qū)域，評估滑坡發(fā)生的可能性。路徑預測預測滑坡發(fā)生時，滑坡物質的移動路徑和影響范圍。損失評估根據(jù)滑坡路徑和影響范圍，評估滑坡可能造成的經(jīng)濟損失和人員傷亡?；鹕奖l(fā)模擬模擬熔巖流動路徑和速度。預測火山灰擴散范圍和影響。評估火山爆發(fā)對周圍環(huán)境和人類的影響。地震破壞模擬1建筑物破壞模擬地震對建筑物的影響，包括結構損傷、倒塌風險等。2基礎設施損壞模擬地震對道路、橋梁、管道等基礎設施的破壞程度。3人員傷亡模擬地震可能造成的人員傷亡，預測疏散路線和救援需求。氣候模擬氣溫變化模擬不同溫室氣體排放情景下的氣溫變化趨勢，預測未來氣候變化對地球的影響。降水模式模擬不同氣候變化情景下的降水模式變化，預測未來干旱或洪澇災害的發(fā)生概率。海平面上升模擬不同氣候變化情景下的海平面上升趨勢，預測未來沿海地區(qū)面臨的風險。生態(tài)系統(tǒng)模擬植物生長模擬植物的生長，包括光合作用、呼吸作用、水分和養(yǎng)分吸收等過程。動物遷徙模擬動物的遷徙，包括動物的覓食、繁殖和避敵等行為。水循環(huán)模擬降水、蒸發(fā)、地表徑流和地下水流動等過程。城市規(guī)劃應用城市規(guī)劃DEM數(shù)據(jù)可以用來分析城市地形，幫助規(guī)劃道路、住宅、商業(yè)區(qū)等。建筑設計建筑師可以使用DEM數(shù)據(jù)來設計建筑物，確保建筑物的安全性和美觀性。水利工程DEM數(shù)據(jù)可以用來設計水庫、河道等水利工程，確保工程的安全性。交通規(guī)劃應用交通流量分析DEM可以用于分析交通流量模式，幫助規(guī)劃道路網(wǎng)絡和交通信號燈。道路設計DEM可以幫助工程師設計道路的路線和坡度，確保道路安全和高效。公共交通規(guī)劃DEM可以用于優(yōu)化公共交通路線，提高效率和減少交通擁堵。軍事應用戰(zhàn)場態(tài)勢感知DEM數(shù)據(jù)可用于創(chuàng)建高精度地形模型，幫助軍事人員更好地了解戰(zhàn)場環(huán)境。目標定位DEM數(shù)據(jù)可用于精確確定目標位置，提升武器打擊精度。路線規(guī)劃