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数字高程模型(DEM)类重点

仅供参考！课程重点数字地面模型的含义、分类、表示方法

数字地面模型的数据组织与管理方法

数字地面模型的表面建模

数字地面模型的质量控制

数字地面模型的可视化表达

数字地面模型的地形分析及应用

课后题以及重点：（第一章）

1、什么是数字高程模型，数字高程模型有什么特点？

定义：当DTM（DTM是描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列）中所表示的第三维属性为高程时，DTM即为DEM，因此DEM是DTM的一个子集，它是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达。

特点：（1）精度的恒定性。（2）表达的多样性。（3）更新的实时性。（4）尺度的综合性。

2、数字高程模型与地理信息系统有何关系？

注意：根据自己理解答题，应该容易得分，个人认为可以从以下几点略加联系：

DTM是空间数据库中存储并管理的空间地形数据集合的统称,而DEM是DTM的子集。

空间数据库与GIS的联系

GIS中的空间分析如透视分析、趋势面分析等与此紧密相关等等方面拓展

3、{非作业题}3数字地面模型的分类

（1）地貌信息（2）基本地物信息（3）主要的自然资源和环境信息（4）主要的社会经济信息

4、{非作业题}4数字高程模型的分类

根据大小和覆盖范围分：局部DEM、全局DEM、地区DEM

根据模型的连续性：不连续的DEM、连续的DEM、光滑的DEM

根据数据组织方式分：基于面单元的DEM、基于线单元的DEM、基于点的DEM

了解：（基于面单元的DEM：将采样点按某种规则划分成一系列的规则或不规则的格网单元，并用这些格网单元组成的网络逼近原始曲面。）

5、简述数字高程模型的研究内容：

a、地形数据采样b,地形建模与内插c数据组织与管理d、地形分析与地学应用e、DEM

可视化f、不确定分析和表达

6、数字高程模型系统有哪些部门组成？简述每部分的内容。这个估计不考

7、简述数字高程模型的应用范围和领域，并结合所学专业谈谈对数字高程模型的认识。科学研究应用、商业应用、工业、工程应用、管理应用、军事应用，——自己拓展

第二章重点：数据组织与管理

DEM即是地形曲面的数字化表达。建立DEM的实质就是地形数据的建模过程。

DEM建模过程：抽象、总结、提炼——地形曲面数据模型（矢量结构、栅格结构、混合结构）——数据组织管理——地形重建

数字高程模型数据组织的目的：就是要将所有相关的DEM数据通过数据库有效地管理起来，并根据其地理分布建立统一的空间索引，进而可以快速调度数据库中任意范围的数据，实现对整个研究区域DEM数据的无缝漫游。

（感觉下面的镶嵌数据模型太细，自己看一下，如果考试考的话要有概念就行）

镶嵌数据模型：空间对象可用相互连接在一起的网络来覆盖和逼近，或者说用在二维区域上的网络划分来覆盖整个研究区域。

规则镶嵌数据模型：用规则的小面块集合来逼近不规则分布的地形曲面

优点：存储量小，结构简单，操作方便，因而非常适合于大规模的使用与管理。

缺点：对于复杂的地形地貌特征，难于确定合适的格网大小。

不规则镶嵌数据模型：不规则镶嵌数据模型是指用来进行镶嵌的小面块具有不规则的形状和边界

优点：能较好的顾及地貌特征点、线，逼真地表示复杂地形起伏特征，并能克服地形起伏变化不大的地区产生冗余数据的问题。

缺点：数据量大，数据结构复杂且难以建立，TIN一般只适宜于小范围大比例尺高精度的地形建模。

此处有内容略

元数据：是关于数据的数据。它描述数据的内容、质量、状况和其它特征，帮助人们定位和理解数据。

元数据作用：可用性：用以确定是否存在关于某个地理位置的一组数据。

适用性：用以评估这组数据是否适用。

存取：用以确定获得验证过的数据的手段。

变换：用以成功地处理和使用这组数据。

元数据库管理系统的主要功能：元数据库编辑。元数据查询和显示。元数据的报表输出和打印

第三章重点DEM数据获取方法

DEM数据源及特点（或缺点）

地形图的缺点：地形图现势性、地形图存储介质、地形图精度

遥感影像存在的问题：遥感影像的几何畸变、遥感数据的增强处理、遥感影像数据的空间分辨率、遥感影像数据的解译和判读

地面测量数据

既有DEM数据

采样数据的三大属性：

a.数据分布（采样数据的分布通常由数据位置和结构来确定）

位置：由地理坐标系中的经纬度或格网坐标系统中的东北向坐标决定

结构：规则与不规则

b.采样密度

它与研究区域的地貌类型和地形复杂程度有关。可由几种方式指定：如相邻两点之间的距离、单元面积内的点数、截止频率等

c.数据精度

采样数据精度与数据源、数据的采集方法和数据采集的仪器密切相关。一般来讲，各种数据源的精度从高到低是野外测量、影像、地形图扫描。

DEM数据采集方法

1）地形图数据采集方法：手扶跟踪数字化、扫描数字化

2）摄影测量数据采集方法：数字摄影测量工作站

3）野外测量数据采集方法：野外测量：大平板、全站仪、GPS、移动测绘系统特点：精度高、效率较低适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新

DEM数据采集的新方法：合成孔径雷达干涉测量（InSAR）、机载激光扫描数据采集

第四章重点（DEM的表面建模）

DEM质量评价标准：（1）保凸性（所谓保凸性就是指f(x)和F(x)有共同数量的拐点，并且拐点的位置一致或接近的程度）（2）逼近性（3）光滑性（光滑性是指曲线上切线方向变化的连续性，或者说曲线上曲率的连续性）

DEM建立的一般步骤与方法：采用合适的空间模型构造空间结构；采用合适的属性域函数；在空间结构中进行采样，构造空间域函数；利用空间域函数进行分析

数字建模的各种方法：基于点的建模方法基于三角形的表面建模基于格网的建模混合表面的建模

基于三角形的表面建模特点：这种建模方法也能容易地融合断裂线、生成线或其他任何数据基于格网的表面建模特点：简单；常被用于处理覆盖平缓地区的全局数据，但对于有着陡峭斜坡和大量断裂线等地形形态的比较破碎的地区，若不进行特殊的处理，这种方法并不适用。

混合表面建模特点：混合建模实际上就是格网与TIN并存的一种混合数据结构。

DEM建立过程的关键环节就是格网点上高程的内插计算。

DEM内插就是根据分布在内插点周围的采样点高程求出未知点的高程值，在数学上属于数值分析中的插值问题

DEM 内插：整体内插（整体内插的拟合模型是由研究区域内所有采样点的观测值建立的。）整体内插存在的问题：（1）整体内插函数保凸性较差；（2）不容易得到稳定的数值解；（3）多项式系数物理意义不明显；（4）解算速度慢且对计算机容量要求较高；（5）不能提供内插区域的局部地形特征。

分块内插（DEM分块内插即是将地形区域按一定的方法进行分块，对每一块根据地形区面特征单独进行曲面拟合和高程内插）

问题：1、如何进行分块？2、如何保证相邻图块之间的连续性？

答案：1、按地形结构线或规则划分块。2、相邻分块之间有一定的重叠度或增加一些限制条件

逐点内插：是以待插点为中心，定义一个局部函数去拟合周围的数据点，数据点的范围随待插点位置的变化而移动，因此又称为移动曲面法。

基本步骤：定义内插点的邻域范围；确定落在邻域内的采样点；选定内插数学模型；通过邻域内的采样点和内插数学模型计算内插点的高程。

Voronoi图把平面分成N个区，每一个区包括一个点，该点所在的区是距离该点最近的点的集合，这样的区域就是V oronoi多边形。用直线段连接两个相邻多边形内的离散点而生成的三角网称为狄洛尼三角网。

等高线构建TIN法

先建立TIN，然后通过内插TIN形成DEM

第五章重点（数字地面模型的精度分析）

1、误差是指观测值与真值之间的差异。按性质分，误差可分为系统误差、偶然误差和粗差三大类。

2、不确定性是指对真值的认知或肯定的程度，它是更广泛意义上的误差。包括粗差、系统误差、偶然误差、可度量和不可度量误差、数据的布完整性、概念的模糊型等。

3、精度是指误差分布的密集或离散程度。

误差源：地形表面特征数据源误差采样点密度和分布内插方法DEM结构

DEM精度评定方式

平面精度和高程精度分开评定；两种精度同时评定。

DEM高程精度评定方法理论分析方法实验分析方法

实验方法和DEM经验模型

DEM实验建立包括两个基本环节，即原始数据精度评价和DEM精度评定。

1、原始数据精度评价

2、DEM精度评定

理论分析与理论模型

意义：预测DEM内插精度为数据采样提供指导

方法：基于功率普的传递函数法DEM精度理论模型基于协方差和变差的DEM精度理论模型基于高频普分析的模型

影响等高线数据DEM的精度的因素：（1）原始数据质量；（2）数据点的分布和密度；（3）内插数学模型；（4）等高距

原始数据的采样点误差（1）航空像片像片的质量及比例尺；仪器的精度及保养状态；

测量的精度；像片的几何等

（2）现有的地形图数字化仪的精度及保养状态；原始地图的质量；数字化量测的精度

模型验证试验与分析

实验分析的主要结论

（1）较高密度数据的DEM 精度较低密度数据的DEM精度为高；

（2）附加地形特征数据能够获取较高精度的DEM；

（3）理论模型能给出比较合理的精度预测值，可以在实际生产中给出DEM精度的概值。第六章重点（数字地面模型的精度分析）

可视化即是将抽象符号转化为几何图形的计算方法，以便研究者能够观察其模拟和计算的过程和结果。地形可视化即是以DEM为基础实现对地形的直观表达。

可视化方法：写景法半色调符号表示法等高线法分层设色法晕渲法拍摄实地景观照片建造三维几何相似的实物模型产生三维线框透视投影图真实感图形显示

地形剖面即是指沿一条直线或曲线上的在垂直方向上的地形起伏情况。

地形的二维表达是把三维地形表面通过投影到平面上，再用相应的方法加以表达。1、等高线法2、地貌晕渲图法3、明暗等高线法4、分层设色法

地貌晕渲图：优点：能够形成较好的视觉立体效果。缺点：难以定量表示地形的起伏程度。明暗等高线法：优点：能详细刻画地貌特征、便于图上量测。缺点：所表示的地形立体感不强，不便于初学者使用。

分层设色法基于高程的分带设色是根据等高线划分出地形的高程带，逐层设置不同的颜色，用以表示地势起伏的一种方法。

第七章重点（地形特征提取）

意义：1、高精度制图、DEM生产、DEM数据压缩的保障；2、地貌制图综合的根本；3、地貌类型自动划分的依据；4、地学分析的基础；5、地貌分布格局研究的前提

山脊线、山谷线的提取：基本方法：提取地形特征点（山脊点、山谷点、鞍点等）；将特征点连成地形特征线

地形可视性基本特征

（1）简单复杂性

（2）不可逆性

（3）可视不变性

可视域是指从一个观测点上所能观察的范围，按照观察点的多少可分为单点可视域和多点可视域两种。

仅供参考！

数字高程模型(DEM)的构建及其在城市规划中的应用

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加好友发短信等级：版主帖子：110 积分：9 43 威望：0 精华：1 注册：2 008-7-1 0 12:1 7:54 数字高程模型（DEM ）的构建及其在城市规划中的应用 Post By ：2008-7-30 17:35:31 数字高程模型（DEM ）的构建及其在城市规划中的应用吕春英佟庆远李王锋赵冬泉摘要：数字高程模型（Digital Elevation Model ，简称DEM ）是指一定区域范围内规则格网点的平面坐标及其高程的数据集或者是经纬度和海拔高度的数据集。目前，DEM 广泛应用于城市规划和设计领域。本文就城市规划研究中涉及的数字高程模型（DEM ）的数据采集方式和常用生成方法进行了分析，并通过具体规划实例探讨其在城市规划中的应用。关键词：DEM ，城市规划 1 引言数字地形模型（Digital Terrain Model ，简称DTM ）是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（DEM ）[1]。 DEM 通常用地表规则格网单元构成的高程矩阵表示，广义的DEM 还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。 DEM 数据包含了丰富的地形、地貌、水文信息，它能够直观展现一个地区的地形、地貌特征，通过DEM 可以提取大量的地表形态信息，如坡度、坡向、水系等等，因此DEM 常被用于各种地形特征的定量分析和三维立体等专题图的绘制。目前，DEM 数据已成为城市规划的重要基础数据，借助各种GIS 软件，对DEM 数据进行分析和三维显示，能够更好的辅助城市规划。本文通过大量案例分析，展示了DEM 在城市规划中的应用。 2 DEM 的生成方法

数字高程模型

1、数字高程模型：它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型（简称DTM)的一个分支，是表示区域D上的三维向量有限序列。 2、DTM：数字地形模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。 3、TIN：不规则三角网，通过从不规则分布的数据点生成的连续三角面来逼近地形表面。 4、测绘4D产品（即DLG数字线划图、DRG数字栅格影像、DEM、DOM数字正射影像）： DLG：现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。数字线划图既包括空间信息也包括属性信息。DRG：数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数字化产品。DEM：数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字集合。DOM：数字正射影像利用航空相片、遥感影像，经象元纠正，按图幅范围裁切生成的影像。 5、连续不光滑DEM：指每个数据点代表的只是连续表面上的一个采样值，而表面的一阶导数或更高阶导数不连续的情况。 6、数字地貌模型：是地貌形体及其空间组合的数字形式，是一维、二维、三维、四维空间地貌的可视描述和模拟。 7、DEM误差：DEM高程值与真实值的差异 9、插值：根据不同数据集的不同方式，DEM建模可以使用一个或多个数学函数对地表进行表示。根据若干相邻参考点的高程求出待定点上的高程值。（内插） 14、不规则镶嵌数据模型：用相互关联的不规则形状与边界的小面块集合来逼近不规则分布的地形表面 15、行程编码结构：对于一幅栅格图像，常常有行或列方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容，即只在各行或列数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数，从而实现压缩 16、细节层次模型：对同一个区域或区域中的局部使用具有不同细节的描述方法得到的一组模型。 17、DEM元数据：描述DEM一般特征的数据，如名称、边界、测量单位、投影参数等。 18、数字高程模型的主要研究内容（1）地形数据采集，地形高程数据获取是数字高程的首要环节。地形高程数据的分布、密度和精度对数字高程模型的质量有着非常重要的影响，数据采样策略、高精度快速数据采样技术等一直是DEM数据采样的主要研究内容之一。（2）地形建模与内插，DEM是对地形表面的数字化表示，实际上是一种数学建模过程，如果需要该数学表面上其他位置处的高程值，可应用内插方法来进行处理。高度逼真、多尺度地形建模技术和快速高效的内插算法是数字高程模型永恒的主题。（3）数据组织与管理，DEM是按一定结构组织在一起的地形数据，数据结构的好坏直接影响DEM 对地形的重建精度。地形表面具有多尺度特征，多尺度地形的表达与组织是DEM面临的主要课题之一。（4）地形分析与地学应用，主要包括两个部分，即基本应用和地形分析应用，基本应用主要是在DEM上实现等高线地形图上的地形分析功能，如高程内插，坡度坡向计算，土方计算，地形结构识别等；地学分析应用与具体学科相联系，主要研究基于DEM的地学模型，地学过程模拟等内容。（5）DEM可视化，实现以多种方式如等高线，晕渲图，线框透视，动画等在不同层面上对地形进行表达，观察和浏览。（6）不确定性分析和表达，数字高程模型的精度对DEM的生产者和使用者都有重要的意义。DEM 精度研究包括DEM数据源精度、数据内插精度、数据模型精度、各种误差在DEM数据操作过程中的传播问题以及DEM数据生产中的质量控制策略等。

数字高程模型期末整理复习资料

数字高程模型期末复习资料第一章 1.高程用来描述地形表面的起伏形态，传统的高程模型是等高线，其数学意义是定义在二维地理空间上的连续曲面函数，当此高程模型用计算机来表达时，称为数字高程模型。 2.数字高程模型的定义为：数字高程模型是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟－－模型化表达和过程模拟，Digital Elevation Model，简称DEM。 3.数字地面模型是利用一个任意坐标场中大量选择的已知X、Y、Z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示。 4.DEM和DTM的关系：DEM是DTM的子集，是DTM最基本的部分；20世纪60年代出现了地理信息系统的概念，其含义包括了DTM，在概念上取代了DTM。DTM提出后，其实际发展和应用中的内涵还主要局限于DEM，故二者的名称混淆使用，主要表示的都是DEM的概念。 5.数字地形表达的方式可以分为两大类：数学描述和地形描述 (1)数字描述：全局：傅立叶级数；多项式函数局部：规则的分块函数；不规则的分块函数（2）图形描述：点：不规则分布；规则分布；特征点线：等高线；特征线；剖面图面：影像；透视图；其他 6.模型是指用来表现其他事物的一个对象或概念，是按比例缩减并转换到我们能够理解的形式的事物本体。 7.模型可以分为三种不同层次：概念模型，物质模型，数学模型。 8.概念模型是基于个人的经验与知识在大脑中形成的关于状况或对象的模型。 9.物质模型通常是一个模拟的模型，如橡胶，塑料或泥土制成的地形模型。 10.数字模型一般是基于数字系统的定量模型。包括函数模型和随机模型。 11.数字模型的优点：1他是理解现实世界和发现自然规律的工具。2提供了考虑所有可能性，评价选择性和排除不可能性的机会。3帮助在其他领域推广后应用解决问题的结果。4帮助明确思路，集中精力关注问题重要的方面。5使得问题的主要成分能够被更好的观察，同时确保交流，减少模糊，并改进关于问题一致性看法的机会。 12.模型的评价：1精确性2描述的现实性3准确性4可靠性5一般性6成效性 13.数字高程模型的类型 (1)按结构分类（按其数据组织方式）基于面单元的DEM；基于线单元的DEM；基于点的DEM (2)按连续性分类（从数学角度考察DEM模型连续性、一阶导数及高阶导数等的连续情况）不连续型DEM；连续不光滑DEM；光滑DEM (3）按范围分类局部DEM；地区DEM；全局DEM 14.数字高程模型的系统结构数字高程模型的理论和技术由数据采集、数据处理和应用三部分组成。这三部分

数字地面模型(2015-2016)

2015~2016学年第二学期《数字地面模型》研究生试题一、 DEMs的内插方法主要分为哪几类？请论述每类内插方法的适用范围与特点。实际使用中应考虑那些因素合理使用这些内插方法。答：(1)DEMs的内插方法主要分为整体内插、分块内插、单点内插及剖分内插。 (2)整体函数内插法的优点是：易于理解，简单地形特征因为参考点比较少，选择低次多项式来描述就可以了。但当地貌复杂时，需要增加参考点的个数。缺点是虽然选择高次多项式固然能使数学面与实际地面有更多的重合点，但由于多项式是自变量幂函数的和式，参考点的增减或移位都需对多项式的所有参数做全面调整，从而参考点间会出现难以控制的振荡现象，使函数极不稳定。因此在DEM内插中通常不采用整体内插法。 (3)分块内插是把参考空间分成若干分块，对各分块使用不同的函数。这时的问题是要考虑各相邻分块函数间的连续性问题。相对于整体内插，分块内插能够较好地保留地物细节，并通过块间重叠保持了内插面的连续性，是应用中较常选用的策略。分块内插方法的一个主要问题是分块的大小的确定。典型的局部内插有：线性内插、局部多项式内插、双线性多项式内插、样条函数内插等、多面叠加内插法、有限元法和最小二乘配置法等。 (4)逐点内插法是以待插点为中心，定义一个局部函数去拟合周围的数据点，数据点的范围随待插点位置的变化而移动，因此又称移动曲面法。具体有移动拟合法、加权平均法和Voronoi图法。逐点内插应用简便，但计算量较大。其关键问题在于内插窗口域的确定。这不仅影响到内插的精度，还关系到内插速度。Voronoi图的点内插算法，这被认为是目前较好的一类逐点内插法。 (5)各种内插方法在不同的地貌地区和不同采点方式下有不同的误差。应用时要根据各方法的特点，结合应用的不同侧重，从内插精度、速度等方面选取合理的最优的方法。二、简述利用DEM计算挖填土方量的计算方法。

数字高程模型_DEM_的构建及其应用

数字高程模型(DEM)的构建及其应用张瑞军,杨武年,刘汉湖,曾涛 (成都理工大学遥感与GIS 研究所,成都 610059) 摘要: 数字高程模型(DE M)是一定区域范围内规则格网点的平面坐标及其高程的数据集或者是经、纬度和海拔高度的数据集。DEM 用途广泛,数字地球、数字城市、数字区调等工作以及虚拟现实三维可视化都需要高精度的DEM 支撑。本文分析了DE M 的构建方法及利用地形图生成的DEM 的技术路线和数据转换的问题,论述了DE M 在数字区调中的应用,实践证明,该技术在一定程度上解决了高原区调面临的难题,为地质工作提供了一种新途径。关键词:数字高程模型;DE M;数据转换中图分类号:P216文献标识码:B Abstract :DE M (Digital Elevation Model)is a data set of plane c oordinate or longitude,latitude,and elevation of the regular square grid points in some region.It is applied widely,Digital Earth,Digital City,Digital Regional Geological Survey and 3D virtual ima ges are all based on high precision DE M.This paper analyses the construc tional methods of DE M,the key technology and conversion of data of distilling DE M iwth relief map,and discusses its application in Digital Geological Survey.It is proved that this technique can resolve the difference in Altiplano Regional Geological Survey and give a ne w method for geological work.Key words :Digital Elevation Model;DE M;conversion of data 收稿日期:2004-12-20;修订日期:2005-07-10 作者简介:张瑞军(1980-),男(汉族),山西太原人, 硕士. 1 引言随着计算机信息技术的发展,模拟地图(纸质地图)无法满足工程中自动化设计的要求,制约了地图制图自动化和3S 技术应用进程。DE M 是3S (GIS,GPS,RS)技术应用成果的主要产品之一。高精度的DE M 不仅可以非常直观的展示一个地区的地形、地貌,而且也为各种地形特征的定量分析和不同类型专题图的自动绘制提供了基本数据[1] 。 DE M (Digital Elevation Model)是/4D 0(/4D 0指数字高程模型DE M 、数字正射影像DOM 、数字栅格地图DRG 和数组线划地图DLG)产品的一种。它是一定区域范围内规则格网点的平面坐标(X,Y)及其高程(Z)的数据集或者是经度K 、纬度5和海拔h 的数据集。该数据集从数学上描述了区域地貌形态的空间分布,通过计算机,采用一定的算法,能很方便地将DEM 数据转换为等高线图、坡度图、断面图、晕渲图以及与数字正射影像(DOM)复合形成景观图等各种专题图产品;或者按用户需求计算出体积、空间距离、表面覆盖面积等工程数据和统计数据[2] 。由DEM 还可进一步产生坡度、坡向、沟谷、山脊、地表粗糙度等10多个地形要素,构成数字地面模型(DTM)数据。利用这些地表信息与植被、土壤、人文要素的相关性,建立不同的地学应用模型。2 DE M 的生产方式构建DE M 的方式众多,各有其特点。实践表明,1野外实测得到离散地面点数据直接构建TI N,建立DE M,采集的数据点密度是影响精度的关键:密度小,不能如实反映地形,密度大,不但增加工作量,而且效率不高,不适合大规模生产。o利用地形图数字化(等高线矢量化插值)提取DEM 是常用的方法之一。不同的精度要求可选用不同比例尺的地形图来满足,而且它主要工作量集中在等高线的矢量化上,其较高的生产效率、现有设备的可用性及技术上易操作的特性使得许多单位目前还都选择其作为生产DEM 的主要方法。?采用数字射影测量法利用航摄立体像对构建的DE M 空间分辨率(精度)主要取决于航片比例尺的大小:比例尺小,不能反映地形的细微差异,比例尺大,对小区域作业而言,成本又相对较高,因此可根据作业单位实际生产能力和任务进行选择。?采用数字射影测量法利用卫星图像立体像对构建的DE M 空间分辨率主要

摄影测量学-经典试题

一、名词解释 1、像片比例尺：像片上的线段l与地面上相应线段的水平距L之比。 2、绝对航高：摄影物镜相对于平均海平面的航高，指摄影物镜在摄影瞬间的真实海拔高度。 3、相对航高：摄影物镜相对于某一基准面的高度 4、像点位移：一个地面点在地面水平的水平像片上的构象与地面有起伏时或倾斜像片上构象的点位不同，这种点位的差异称为像点位移 5、摄影基线：航线方向相邻两个摄影站点的空间距离 6、航向重叠：同一航带内相邻像片之间的影像重叠称为航向重叠 7、旁向重叠：两相邻航带像片之间也需要有一定的影像重叠，这种影像重叠称为旁向重叠 8、像片倾角：摄影瞬间摄影机物镜主光轴偏离铅垂线的夹角 9、像片的方位元素：确定摄影瞬间摄影物镜（摄影中心）与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数，即确定这三者之间相关位置的参数。 10、像片的内方位元素：确定摄像机的镜头中心相对于影像位置关系的参数 11、像片的外方位元素：确定影像或摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数 12、相对定向元素：确定像对中两像片之间相对位置所需的元素 13、绝对定向元素：确定单张像片或立体模型在地面坐标系中方位和大小所需的元素 14、单像空间后方交会：利用影像覆盖范围内一定数量的控制点空间坐标与影像坐标，根据共线条件方程，反求该影响的外方位元素，这种方法称为单幅影像的空间后方交会 15、空间前方交会：由立体相对左右两影像的内、外方位元素和同名像点的影像坐标量测值来确定该点的物方空间坐标（某一暂定三维坐标系统里的坐标或地面量测坐标系坐标），称为立体像对的空间前方交会 16、双像解析摄影测量：按照立体像对与被摄物体的几何关系，以数学计算方式，通过计算机解求被摄物体的三维空间坐标的方法，称为双像解析摄影测量。 17、空中三角测量：利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系，根据少量像片控制点，计算待求点的平面位置、高程和像片外方位元素的测量方法18、POS：机载定位定向系统POS是基于全球定位系统GPS和惯性测量装置IMU的直接测定影像外方位元素的现代航空摄影导航系统，可用于在无地面控制或仅有少量地面控制点情况下的航空遥感对地定位和影像获取。 19、影像的灰度：规则格网排列的离散阵列 20、数字影像的重采样：当欲知不位于矩阵（采样）点上的原始函数个（x,y）的数值时就需要进行内插，此时称为重采样 21、影像匹配：影像匹配即通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点的过程。 22、核线相关：利用立体像对左、右核线上的灰度序列进行的影像相关 23、像片纠正：通过投影转换，将倾斜像片变换成规定比例尺水平像片的作业

GIS地理信息系统期末考试试题

北京大学1998～2006 外加一无年份北大遥感与GIS研究所某年《地理信息系统》期末考试试题一、概念题（5×8＝40） 1. 矢量结构 2. 栅格结构 3. Overlay 4. Buffer 5. DEM 6. 地图综合 7. 拓扑结构 8. OpenGIS 二、简答题（15×4＝60） 1. 简述地图投影的基本原理 2. 简述GIS工程中的文档种类及作用 3. 简述GIS栅格数据结构的三种组织方式 4. 简述GIS系统的软硬件构成北京大学1998年研究生入学考试试题一、名词解释（4×5） 1、空间分析函数 2、GPS 3、四叉数编码 4、信息系统 5、OpenGIS 二、简答题（4×10） 1、空间指标和空间关系量测的主要内容 2、矢量多边形面积的快速算法（要求附框图） 3、DEM、DTM的概念及其获取方法 4、由栅格数据向矢量数据的转换的方法。三、综合分析题（2×20） 1、地理信息系统的意义、特点与发展趋势 2、地理信息系统的信息源与输入方法北京大学1999年研究生入学考试试题一、名词解释（10×4） 1、数字地球 2、矢量结构 3、栅格数据 4、拓扑关系 5、缓冲区分析（buffer） 6、多边形覆盖分析（overlay） 7、数字高程模型（DEM） 8、三角法（TIN） 9、元数据（Metadata）10、高斯——克吕格投影二、简答题（5×8） 1、简述地理信息系统中主要有哪些空间分析方法。 2、简述地图投影的基本原理 3、简述栅格数据的数据组织方法 4、简述地理信息系统的主要软硬件组成 5、简述地理信息系统工程的三维结构体系三、论述题（20）试论GIS项目中文档管理的意义及文档的类型（主要有那些文档）？北京大学2000年研究生入学考试试题一、概念题（8×5） 1、国家信息基础设施 2、空间对象（实体） 3、拓扑结构 4、元数据（Metadata） 5、层次数据库模型 6、GIS互操作 7、四叉树编码 8、空间索引二、简述题（5×8） 1、简述栅格数据结构的三种数据组织方法 2、简述地理信息系统数据采集的方法及特点 3、简述高斯——克吕格投影的特点5、简述地理信息系统空间数据的误差来源三、论述题（20）试论网络GIS的技术特点及尚需解决的问题北京大学2001年研究生入学考试试题一、概念题（任选五题，5×4） 1、空间对象 2、拓扑空间关系 3、地理空间中栅格表达方法 4、四叉树编码 5、空间数据质量 6、缓冲区分析二、简述题（4×10） 1、地理信息系统的组成 2、矢量、栅格、DEM数据结构的优缺点分析 3、属性数据库的数据模型 4、空间数据的内插方法

地理信息系统试题

地理信息系统试题一、名词解释 1.地理信息系统：是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 2.操作尺度：对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度 3.地理网格：是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 4.数据模型：对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。 5.对象模型：将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。 6.地图数字化：根据现有纸质地图，通贯手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。 7. 拓扑关系：图形在保持连续状态下的变形但图形关系不变的性质。 8.空间数据结构：对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。 9.影像金字塔结构：在同一的空间参照下，根据用户需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细，数据量由小到大的金字塔结构。 10.空间索引：依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构。 11.空间数据查询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。 12.空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，异空间数据运算、空间数与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。 13.栅格数据的追踪分析：对于特定的栅格数据系统，有某一个或多个起点，按照一定的追种法则进行追踪目标或者追踪的空间分析方法。

数字高程模型期末考试题

1.什么是DEM，DEM的特点 DEM定义：简单来讲，DEM是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，或者说是地形表面形态的数字化表示。 ①从狭义角度定义：DEM是区域地表面海拔的数字化表达。 ②从广义角度定义：DEM四地理空间中地理对象表面海拔的数字化表达。 ③数字定义：区域的采样点或内插点按某种规则连接成的面片的集合。 DEM特点： ①精度的恒定性DEM采用数字媒介，从而能保持原有精度，另外通过DEM进行生产，输出图件的精度可得到控制。 ②表达的多样性可产生多种比例尺的地形图、剖面图、立体图、明暗等高线图；通过纹理映射、与遥感影像数据叠加，还可逼真的再现三维地形景观。 ③更新的实时性DEM由于是数字的，增加或修改的信息只在局部进行，并且由计算机自动完成，可保证地图信息的实时性。 ④尺度的综合性较大比例尺、较高分辨率的DEM自动覆盖较小比例尺、较低分辨率的DEM所包含的内容。 2.DEM研究内容 ①地形数据采样 ②地形建模与内插 ③数据组织与管理 ④地形分析与地学应用 ⑤DEM可视化 ⑥不确定性分析和表达 3.格网DEM结构特点和数据组织形式 ①基本数据结构数据头——定义DEM西南角起点坐标、坐标类型、格网间距、行列数、最底高程以及高程方法系数等内容数据体——按行或列分布记录的高程数字阵列 ②数据压缩：二进制存储高程放大系数、高程平移系数数字图象压缩算法 ③DEM金字塔

4.DEM组成部分，简述每部分的内容。 ①DEM建立地形高程数据通过地形图数字化、影像数据、野外（地面测量）等方式获取。实现地形表面的重建，主要的地形表达有三类：数学描述、图形表达、图像表达。 ②DEM操作：DEM操作内容包括编辑处理、滤波、合并、拼接、叠加以及不同格式DEM 之间的相互转换。 ③DEM分析：基本地形信息主要包括坡度、坡向、地表粗糙度、地形起伏度、剖面曲率、平面曲率等地形描述因子；复杂地形分析包括可视区域分析、地形特征提取、水系特征分析等。 ④DEM可视化从内容上讲，DEM可视化包括二维和三维地形可视化。从技术角度，地形可视化有静态可视化和交互是动态可视化两种。 ⑤DEM应用高程内插、拟合曲面内插、剖面线计算、等高线内插、可视区域分析、面积体积计算、坡度坡向曲率计算、晕渲图 5.对比分析格网DEM和TIN优缺点规则格网DEM 不规则三角网TIN 优点：简单的数据存储结构与遥感影像数据的相合性良好的表面分析功能优点：较少的点可获取较高的精度可变分辨率良好的拓扑结构缺点：计算效率较低数据同于格网结构规则缺点：表面分析能力较差构建比较费时算法设计比较复杂

数字高程模型试题集

《数字高程模型》第1讲概论一、名词解释 1、数字高程模型（DEM）：通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，或者说，地形表面的数字化表示。Digital Elevation Model，缩写DEM.。二、填空（选择、判断） 1、地形表达的历史演进过程，经历了象形绘图法、写景法、等高线地形图、地貌晕渲图、航空摄影图像、遥感图像、数字地形表达等7个阶段。 2、DEM按结构分类包括：基于面元的DEM、基于线单元的DEM、基于点的DEM；按连续性分类，包括：不连续DEM、连续但不光滑DEM(逐点内插的格网DEM、TIN)、光滑DEM（样条函数内差的格网DEM）;按范围分类，局部DEM、区域DEM、全局DEM。三、问答题 1、DEM的特点。（1）容易用多种形式显示地形信息。地形数据经计算机处理后能产生不同比例尺的纵横断面图与立体图，而常规地图一旦制作形成，比例尺不容易改变，绘制其他的地形图需要人工处理；（2）精度不会损失，没有载体变形的问题；（3）容易实现自动化、实时化。将修改信息直接输入计算机，软件处理后生成各种地形图。（4）快速计算、获取DEM分辨率范围内的高程数据。 2、在ArcGIS中，如何通过纸质等高线地形图生成不同形式的DEM。（1）纸质等高线地形图扫描；（2）在ArcMap中配准（选取投影和坐标系）；（3）等高线地形图矢量化并给每条等高线赋以属性值（高程）；（4）运用Arctoolbox—Convertiontools—features to raster工具将矢量线转化为栅格线（每个栅格的值为高程）；（5）在ArcScence中，运用convert—raster to feature将栅格线转化为矢量点数据文件；（6）在ArcScence中，运用3Danalyst—inpolate to raster—Idw进行差值；（7）三维显示（在属性表中设置高程）；（8）在ArcScence中，运用3Dannlyst—convert—raster to Tin 转化为TIN。第2讲数据获取一、填空（选择、判断） 1、地面复杂度描述的指标主要有：光谱频率、分维数、曲率、相似性、坡度等；其中坡度是描述地面复杂度最基本、最有效的指标。

数字高程模型教程期末总结

1、DEM概念:(1)狭义概念：DEM是区域地表面海拔高程的数字化表达。 (2)广义概念：DEM是地理空间中地理对象表面海拔高度的数字化表达。 (3)数学意义：DEM是定义在二维空间上的连续函数H=f(x,y) 2、数字高程模型的特点:精度恒定性，表达多样性，更新实时性，尺度综合性 3、DEM与DTM的区别：DEM以绝对高程或海拔表示的地形模型；DTM泛指地形表面自然、人文、社会景观模型 4、数字高程模型的系统结构与功能：数据采集，数据处理，应用三部分，DEM模型建立，DEM模型操作，DEM分析，DEM可视化，DEM应用。 5、DEM形成过程：1.通过采样点的建模和内插生成3.进行数据的组织与管理4.生成相应的地形坡面因子5.二维可视和三维可视6.不确定分析和表达(DEM精度) 6、DEM数据模型：认知角度基于对象的模型、基于网络的模型、基于场的模型表达角度矢量数据模型、镶嵌数据模型、组合数据模型 7、DEM数据结构：1、规则格网DEM数据结构 a. 简单矩阵结构 b. 行程编码结构 c. 块状编码结构 d. 四叉树数据结构 2、不规则三角网DEM数据结构 8、TIN数据结构：面结构，点结构，点面结构，边结构，边面结构 9、DEM数据源特征：（1）数据源：地形图 ?特点：现势性（经济发达地区往往不满足现势性要求）、存储介质、精度：比例尺、等高线密度、成图方式有关（2）数据源：航空、遥感影像现势性好：获取速度快、更新速度快、更新面积大（大范围DEM数据的最有价值来源）相对精度和绝对精度低的遥感影像：Landsat—MSS、TM传感器、SPOT 高分辨率遥感图像：1米分辨率的米QUICKBIRD （3）数据源：地面测量用途：公路铁路勘测设计、房屋建筑、场地平整、矿山、水利等对高程精度要求较高的工程项目缺点：工作量大，周期长、更新十分困难，费用较高（4）数据源：既有DEM数据覆盖全国范围的1:100万、1:25万、1:5万数字高程模型10、采样的布点原则： 1）沿等高线采样：地形复杂沿等高线跟踪的方式进行数据采集;在平坦的地区，则不宜沿等高线采样 2）规则格网采样:规定X和Y轴方向的间距来形成平面格网，量测这些格网点的高程。

数字高程模型(DEM)考试题目答案

1、什么是数字高程模型，它有什么特点？答：广义：地形表面形态的数字化表达狭义：有限的离散高程采样数据对地表形态的数字化模拟特点1）精度的恒定性2）表达的多样性3）更新的实时性4）尺度的综合性 2、简述数字高程模型的主要研究内容。答：1)地形数据采集；2)数据组织与地表建模，主要分为不规则格网DEM(TIN)和规则格网DEM (GRID)；3)精度分析与质量控制；4)可视化表达；5)应用与分析 3、试分析数字高程模型数据源及其特点 1)地面本身通过气压测高法、航空和测高仪等可获得精度要求不高的高程数据，以用于大范围高程要求不高的科学研究2)既有模拟/数字地形图a地形图现势性：纸质地形图制作工艺复杂、更新周期长，一般不能反映局部地形地貌的变化情况。b地形图存储介质：多为纸质存储介质导致地形图幅不同程度的变形。c地形图精度：不同的精度对应的等高线等高距、对地形的综合程度、成图方法各不同。3)航空/航天遥感影象航空/航天遥感影象的更新速度快，一直是地形图测绘和更新最有效、也是最主要的手段特点：遥感的几何畸变；遥感数据的增强处理；遥感数据的空间分辨率；遥感影像数据的解译与判读4)既有DEM数据4、简述数字高程模型数据采样中的基本布点方式及采样数据的属性。基本布点方式：选择性采样、沿等高线采样、剖面法、规则格网采样、渐近采样、混合采样采样数据的三大属性：点的分布、密度、数据精度 5、目前主流的DEM数据采集方法有哪些？并对各方法进行对比分析。 1）从地面直接采集的方法全站仪数字采集、GPS采集(RTK方式)；精度非常高(cm)、效率低、成本高、适用于小范围区域（特别是工程应用）2）地形图数据采集方法精度与底图有关(图上0.1~0.3mm)、效率高、成本低、适用于国家范围内的中低精度DEM的数据采集3）摄影测量数据采集方法精度比较高(cm~dm)、效率高、成本比较高、适用于国家范围内的较高精度DEM的数据采集 6、DEM数据获取中的新技术和方法有哪些？答：1)合成孔径雷达干涉测量数据采集方法； 2）机载激光扫描数据采集；3）基于声波、超声波的DEM数据采集 7、简述GRID的结构特点与数据组织形式。答：1）基本数据结构数据头——角点坐标、格网间距、行列数、坐标系统、高程基准、无数据区值、高程放大系数、高程平移系数、最小高程、最大高程、数据存储类型、方位角数据体——按行列顺序排列的格网点高程阵列2）数据压缩a二进制存储b高程放大系数、高程平移系数c数字图象压缩算法3）DEM金字塔 8、如何GRID数据进行压缩？答：1）行程编码结构：对于一幅DEM，常常在行或列方向上相邻若干个具有相同的高程值，因而从第一列开始在格网单元数值发生变化时该值以及重复个数。2）块状编码结构：采用方形区域作为记录单元，每个记录单元的初始值（行号、列号）、格网单元高程值和方形区域半径所组成的单元组。3）四叉树数据结构：首先把一个图幅等分成四个部分，逐块检查起栅格值若每个子区所有的栅格都含有相同值时，该块不在往下分，否则，该去在分成四个区域，如此递归下去，直到子区都含有相同值为止 9、简述TIN的存储结构和特点。答：在TIN模型中的基本元素有三角形顶点、边和面基本元素间的拓扑关系：存在点与线、点与面、线与面、面与面的拓扑关系基本数据结构：三角形顶点坐标文件和组成三角形三顶点文件 10、DEM表面建模中常用的函数模型有哪些？各适用于哪种类型的表面模型？线性内插：连续而不光滑双线性内插;局部光滑连续，整体不光滑三次样条函数线性内插、双线性内插、三次样条函数是适合规则分布采样点的内插函数。

地理信息系统考试试题库

单项选择题： 1.地理信息系统形成于20世纪：（B ） A．50年代 B．60年代 C.70年代 D.80年代 2．地理信息区别与其他信息的显著标志是（ D ） A．属于属性信息 B．属于共享信息 C．属于社会经济信息 D．属于空间信息 3.对一幅地图而言，要保持同样的精度，栅格数据量要比矢量数据量（ A ） A．大 B.小 C.相当 D.无法比较 4.有一点实体其矢量坐标为P（9.5，1 5.6），若网格的宽与高都是2，则P 点栅格化的行列坐标为：（ B ） A. P（5，8） B.P（8，5） C. P（4，7） D. P（7，4） 5.“3S”技术指的是：（ A ） A．GIS、RS、GPS B．GIS、DSS、GPS C．GIS、GPS、OS D．GIS、DSS、RS 6.地理决策问题属于：（ B ）．半结构化决策结构化决策 BA．．以上都不是．非结构化决策 DC（ D ） 7.对数据文件操作，进行数据记录的交换都要经过：．缓冲区．GIS软件 D．软盘 A B．用户区 C（ C 获取栅格数据的方法有：） 8. ．屏幕鼠标跟踪数字化法 A．手扶跟踪数字化法 B C．扫描数字化法 D．人工读取坐标法（9.矢量结构的特点是： A ） B．定位明显、属性明显A．定位明显、属性隐含．定位隐含、属性隐含C．定位隐含、属性明显 D（ 10.下列栅格结构编码方法中，具有可变分辨率和区域性质的是 D ） B．链码 A．直接栅格编码．四叉树编码 D C．游程编码（ B 11.带有辅索引的文件称为：）．倒排文件 B A．索引文件．随机文件 C．顺序文件 D（中组织属性数据，应用较多的数据库模型是： A ） 12.在GIS A．关系模型 B．层次模型．混合模型 C．网状模型 D（ C ）下列属于13.GIS输入设备的是：．显示器 C A．主机 B．绘图机．扫描仪 D（14.质心量测可用于： D ） B．缓冲区分析．人口变迁分析 A ．人口分布 C．人口预测 D （15.用数字化仪数字化一条折线，合适的操作方式为： A ）．连续流方式．开关流方式 A．点方式 B C D．增量方式（ D 在数据采集与数据应用之间存在的一个中间环节是：） 16. ．数据变换 C D．数据处理．数据压缩数据编辑．A B（ 17.“二值化”是处理何种数据的一个技术步骤： A ） D．属性数据．关系数据．矢量数据扫描数据．A B C（ D ） 18.对于离散空间最佳的内插方法是： B．局部内插法．整体内插法 A D．移动拟合法．邻近元法 C ：DEM下列给出的方法中，哪项适合生成19.） A （．多边形环路法 B．等高线数字化法 A． C．四叉树法 D．拓扑结构编码法 20.提取某个区域范围内某种专题内容数据的方法是：（ C ） A．合成叠置 B．统计叠置 C．空间聚类 D．空间聚合

数字高程模型(DEM)的概念

数字高程模型(DEM)的概念最近恶补了一下DEM数据，在此分享给大家，希望对大家有所帮助！数字高程模型(DEM)的概念数字高程模型(DEM)，也称数字地形模型(DTM)，是一种对空间起伏变化的连续表示方法。由于DTM 隐含有地形景观的意思，所以，常用DEM，以单纯表示高程。尽管DEM 是为了模拟地面起伏而开始发展起来的，但也可以用于模拟其它二维表面的连续高度变化，如气温、降水量等。对于一些不具有三维空间连续分布特征的地理现象，如人口密度等，从宏观上讲，也可以用DEM 来表示、分析和计算。 DEM 有许多用途，例如：在民用和军用的工程项目(如道路设计)中计算挖填土石方量；为武器精确制导进行地形匹配；为军事目的显示地形景观；进行越野通视情况分析；道路设计的路线选择、地址选择；不同地形的比较和统计分析；计算坡度和坡向，绘制坡度图、晕渲图等；用于地貌分析，计算浸蚀和径流等；与专题数据，如土壤等，进行组合分析；当用其它特征(如气温等)代替高程后，还可进行人口、地下水位等的分析。 DEM 的表示方法 (1)拟合法拟合法是指用数学方法对表面进行拟合，主要利用连续的三维函数(如富立叶级数、高次多项式等)。但对于复杂的表面，进行整体的拟合是不可行的，所以，通常采用局部拟合法。局部拟合法将复杂表面分成正方形的小块，或面积大致相等的不规则形状的小块，用三维数学函数对每一小块进行拟合，由于在小块的边缘，表面的坡度不一定都是连续变化的，所以应使用加权函数来保证小块接边处的匹配。用拟合法表示DEM 虽然在地形分析中用的不多，但在其它类型的机助设计系统(如飞机、汽车等的辅助设计)中应用广泛。 (2)等值线等值线是地图上表示DEM 的最常用方法，但并不适用于坡度计算等地形分析工作，也不适用于制作晕渲图、立体图等。 (3)格网DEM 格网DEM 是DEM 的最常用的形式，其数据的组织类似于图像栅格数据，只是每个象元的值是高程值。即格网DEM 是一种高程矩阵(如下图)。其高程数据可直接由解析立体测图仪获取，也可由规则或不规则的离散数据内插产生。格网DEM 的优点是：数据结构简单，便于管理；有利于地形分析，以及制作立体图。其缺点是：格网点高程的内插会损失精度；格网过大会损失地形的关键特征，如山峰、洼坑、山脊等；如不改变格网的大小，不能适用于起伏程度不同的地区；地形简单地区存在大量冗余数据。 100 110 120 140 110 105 90 120 115 130 135 120 110 100 135 120 120 130 130 120 110 145 130 115 120 120 115 118 150 140 135 130 135 120 110 145 135 150 140 138 125 120

数字摄影测量试卷

一、名词解释： 1 、影像匹配：【答】通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点，如二维影像匹配中通过比较目标区和搜索区中相同大小的窗口的相关系数，取搜索区中相关系数最大所对应的窗口中心点作为同名点； 2、金字塔影像：【答】对二维影像进行低通滤波，并逐渐增大采样间隔，形成的影像像素数依次减少的影像序列; 3、立体正射影像对：【答】由正射影像和通过该正射影像生成的立体匹配片两者组成的立体相对； 4、同名核线：【答】同一核面与左右影像相交形成的两条核线，其中核面指物方点与摄影基线所确定的平面； 5、立体透视图：【答】运用透视原理和一定的数学模型（共线方程）将物方具有三维信息的点转换到指定的平面上，并通过消影处理获得立体透视效果。二、简答题： 1、以图1所示数字高程模型矩形格网为例,请说明图1中所画等高线的跟踪过程.如果有特征线存在,应该如何处理? 2、地形特征线的处理：地形特征线是表示地貌形态、特征的重要结构线，在等高线绘制过程中必须考虑地形特征线以正确表示地貌形态，在跟踪等高线时应注意：（1）、若在某一条格网边上由地形特征线穿过，必须特征线与格网线的交点与相应的格网点内插等高线点，而不能直接用格网点内插等高线；（2）当等高线穿过山脊线（山谷线）时，还必须在山脊线（山谷线）上补插等高线点；（3）当等高线遇到断裂线或边界时，等高线必须断在断裂线或边界线

上； 1、图2是一幅SPOT影像，当影像的外方位元素和DEM已知时，如何制作正射影像，请说明其原理过程，并指出与框幅式的航空影像制作正射影像算法的相同和不同之处。对于SPOT影像，当外方位元素和DEM已知识，可采用直接法和间接法结合的方法制作正射影像：由于SPOT影像是线阵扫描式影像，每一条影像的外方位元素都不同，在采用正解法或反解法制作正射影像时都存在迭代求解的过程，框幅式航空影像是点投影式影像，整幅影像的外方位元素唯一，制作正射影像采用反解法时无需迭代；另一方面SPOT影像可采用多项式纠正的方法来制作正射影像，而多项式纠正法则不适合于框幅式航空影像制作正射影像；两者在制作正射影像时都存在通过原始影像内插、重采样来获得每一个地面元所对应的影像坐标及其灰度值，以构成正射影像的过程； 3.“相关系数最大”影像匹配、基于物方的VLL法影像匹配和最小二乘法影像匹配的相同点及差别是什么？ “相关系数最大”影像匹配是指在左影像上以目标点为中心选取一定大小的区域作为目标区，将右片同名点可能存在的区域作为搜索区，比较目标窗口和搜索区内同大小窗口的灰度相关系数，将相关系数最大所对应的窗口的中心作为同名点。基于物方的VLL法影像匹配是在待定点的地面平面坐标已知的情况下，通过共线方程和合理的高程设定值，解算其相应的像点坐标，通过比较不同高程所对应的像点的相关测度，取最大测度处的像点作为同名点，相应的高程作为物点的高程；最小二乘法影像匹配是指顾及影像的几何和辐射畸变并引入相应的变形蚕参数，同时按最小二乘的原则解求这些参数，将相关系数最大处的左片目标窗口采用坐标梯度加权平均作为目标点，右片同名点的位置由求得的几何参数计算而得；由上可知三种匹配算法的相同点：都是基于灰度的影像匹配，都用到了相关系数最大作为匹配的测度; 不同点：“相关系数最大”影像匹配是基于像方的，通过选定目标区窗口与搜索区中相应大小的窗口中相关系数系数最大的窗口中心点作为同名点，匹配精度与窗口大小、影像信噪比有关； “基于物方的VLL法”影像匹配是基于物方的，而且能直接确定物方点的空间三维坐标，将不同高程处所对应左右影像中的像点作为可能的匹配点，取相关系数最大处作为同名像点，同时也获得了物点的高程信息，匹配精度与步距dz、影像信噪比、匹配窗口大小有关； “最小二乘法”影像匹配是基于像方的，考虑了几何畸变、辐射畸变等系统误差，可灵活引入了各种参数和约束条件，匹配精度较高，可达子像素级，匹配点的位置左片通过窗口梯度加权平均而求得，右片由求得的几何参数计算而得，匹配精度与信噪比、影像的纹理结构有关。 1、什么是特征匹配？它与基于灰度的影像匹配有什么不同？结合课间编程实习内容，请说明实现自动相对定向的方法原理和关键技术【答】特征匹配是指通过分别提取左右片影像或多张影像的特征（点、线、面等