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1、一 翻译题：（2*3=6）DEM（digital elevation model）数字高程模型DTM（digital terrain model）数字地面模型LOD（locally optimal diagonal）局部最佳对角线LOD（level of detail）细节层次（模型）TIN（triangulated irregular network）不规则三角网CDT（Constrained Delaunay Triangles/Triangulation）约束狄洛尼三角网LOP（Local Optimal Procedure）局部优化过程4D产品：DEM（数字高程模型），DLG（数字线划
2、图），DRG（数字栅格图），DOM（数字正射影像）。二 填空题：（22*1=22）简答题（4*6=24）1 数字地形的表达方式：数字描述和地形描述。2 模型的分类：概念模型，物质模型，数学模型。3 模型的评价：精确性，描述的现实性，正确性，一般性，可靠性，成效性。4 数字化DEM考虑因素：计算机容量，转换为数字数据，模型化表达。5 DEM的研究内容 ：地形数据采样，地形建模与内插，数据组织与管理，地形分析6 DEM的类型：A按结构分类：基于面单元的DEM，基于线单元的DEM，基于点的DEMB.按连续性分类不连续DEM，连续不光滑DEM，光滑DEMC：按范围分类：局部DEM，地区DEM，全局DE
3、M7DEM的特点精度的恒定性，表达的多样性，更新的是实时性，尺度的综合性8. 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。这三部分根据功能又可划分为五个功能模块：（1）DEM的建立（2）DEM模型操作（3）DEM分析（4）DEM可视化（5）DEM应用 各个功能模块之间的数据流不是单向的，是相互流动的。9DEM的应用：科学研究应用，商业应用，工业、工程应用，管理应用，军事应用10 DEM与GIS的关系1数据采集方法2空间数据内插方法3空间分析技术与方法11. DEM采样应考虑的因素：地形曲面几何特征、地形的复杂程度和地貌单元类型。12地形要素分为两类：A具
4、有特征信息的地形要素，特征点、特征线B一般要素，如随机点、随机线13地面复杂度：光谱频率，分数维，曲率，相似性。14 DEM数据源的三大属性：数据的分布，数据的密度，数据的精度。15数据采样的布点原则：沿等高线采样，规则格网采样，剖面法，渐进采样，选择性采样，混合采样。16数据采样方式：交互式采集，自动采集。17 DEM的数据来源：影像，地形图，地面测量数据，其他数据源，既有DEM数据。18基于不同观点的采样：基于统计学观点，基于几何观点，基于特征的采样观点19数据采集方法对比：方法速度适用范围高程数据精度采集成本地形图手扶跟踪慢小低低扫描矢量化较快小较低最低摄影测量航空航天摄影快最大普通遥感
5、精度低机载激光扫描和干涉雷达精度高机载激光扫描和干涉雷达最高地面摄影快较大高高野外测量最慢最小最高高20 DEM生产涉及三个基本问题：精度、生产成本、效率。21我国地形图比例尺：类型比例尺等高距m综合特性成图方式大比例尺1：50001综合程度很低，较真实地反映地形地貌实地测量1：50001航测成图1：1万2.51：2.5万51：5万101：10万20中比例尺1：25万50 一定程度综合，近似反映地形地貌编绘成图1：50万100小比例尺1：100万琰茞较高的综合程度，仅反映地形的大致特征编绘成图22地形的空间分布特征：分片模拟，各向异性，空间自相关性23 DEM质量评价标准：保凸性，逼真性，光滑
6、性24 DEM数据构建原则：适用性，运行性，更新性，相关性，相容性，先进性，高质量，完备性，安全性。25 DEM建立的方法：基于内插法，基于建模过程，基于DEM的数学特征（全局内插，局部内插），基于DEM的结构（基于点的建模，基于三角形的建模，基于格网的建模，混合建模）26TIN的特点：TIN与规则格网DEM显著不同之处在于TIN模型不需要维护模型的结构规则性： 1）不但能灵活地随地形的复杂程度而改变格网单元大小，避免平坦地形的数据冗余；2）而且又能按地形特征点线如山脊点、山谷线、地形变化线等表示地形特征。27规则格网DEM与不规则三角网TIN的对比：A规则格网DEM 优点：简单的数据存储结构
7、 与遥感影像数据的复合性 良好的表面分析功能缺点：计算效率低下 数据冗余 格网结构规则B不规则三角网TIN 优点：较少的点获取较高的精度 可辨分辨率 良好的拓扑结构缺点：表面分析能力较差 构建比较费时 算法设计比较复杂28 TIN的基本元素：节点，边，面29 TIN的体系结构：TIN对三角形的几何形状有严格的要求：1三角形的格网唯一2最佳三角形形状，尽量接近正三角形3三角形边长之和最小，保证最近的点形成三角形。30三角剖分准则：空外接圆准则，最大最小角准则，最短距离和准则。张角最大准则，面积比准则，对角线准则。31狄洛尼三角网的特性：1不存在四点共圆，2每个三角形对应于一个V图顶点，3每个三角
8、形边对应于一个V图边，3每个结点对应于一个V图区域4狄洛尼图的边界是一个凸壳，5三角网中三角形的最小角最大。32 LOP（局部优化过程/法则）基本思想：用DT三角网的空外接圆性质对两个公共边的三角形组成的四边形进行判断，如果其中一个三角性的外接圆中含有第四点，则叫唤四边形的对角线。33处理平三角形方法：一个把等高线数据当作特征线处理，按约束DT进行剖分，一个局部优化内插增加地形特征点。34无约束散点域的三角剖分算法（狄洛尼三角剖分）实现：三角网生长算法，逐点插入法和分割合并算法。35三角网生长算法有收缩生长算法（凸闭包收缩法）和扩张生长算法（递归生长法）36带约束条件的狄洛尼法则：只有当三角形
9、外接圆内不包含任何其他点，且其三个顶点相互通视时，此时三角形才是一个带约束条件的狄洛尼三角形。等高线生成TIN的三种算法：等高线离散点直接生成TIN（存在三角形的边穿越等高线和存在平三角形的情况），将等高线作为 特征线的方法，自动增加特征点及优化TIN的方法。37内插的分类分块内插（插值拟合），逐点内插（加权平均值法，移动拟合法，最小二乘配置法），整体内插（高次多项式）。38整体内插的优缺点：1优点：用来揭示真个区域内的地形宏观起伏态势。在DEM内插中，一般是与局部内插方法配合使用，也可利用它来进行地形采样数据中的粗差检测。缺点：整体内插函数保凸性差，不容易得到稳定的数值解，多项式系数物理意义
10、不明显，解算速度慢且对计算机容量要求高，不能提供内插区域的局部地形特征。39常见分块的内插方法有：线性内插，双线性内插，多项式内插，样条函数内插，多层曲面叠加法，最小二乘配置法，克立金法，有限元内插。40常用的逐点内插函数有：适合于离散分布采样点的拟合曲面、反距离权内插法；适合于TIN的线性内插法，以及适合于规则格网分布的双线性内插等。另外局部内插的各种数学模型也可应用到逐点内插法中。41空间数据质量的评价：数据情况说明，时间精度（现势性）位置精度（几何）分类精度（属性）可靠性，逻辑的一致性，完整性，数据采集与编码方法。42误差的来源：原始数据的采集误差（原始资料误差，采点设备误差，人为误差，
11、坐标转换误差）高程内插误差，DEM构造误差（对“陡崖”地貌的表示，消除“平顶山”）。43地理空间信息又称空间信息，具有空间特征、属性特征、时间特征和尺度特征等四个基本特征。44从DEM内插等高线主要包括两个步骤：1 从DEM跟踪等高线点（基于规则格网（矢量法和栅格法）2 等高线的拟合或光滑45地形因子的分类：微观因子（坡度，坡向，坡度变率，坡向变率，平面变率，剖面变率和坡长）和宏观因子（坡型因子，地形粗糙度，地形起伏度，高程变异系数和地表切割深度）。46基本地形因子计算包括:坡度坡向的计算，表面积计算，投影面积计算，体积计算，剖面积计算，坡度变化率、坡向变化率的计算，格点面元的相对高差，粗糙度
12、，凹凸系数。1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。2模型（Model）：是指用来表现其他事物的一个对象或概念，是按比例缩减并转变到我们能够理解的形式的事物本体。（1）分类：概念模型、物质模型、数学模型。（2）数学模型的优点：a.它是理解现实世界和发现自然规律的工具；b.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；c.帮助在其它领域推广或应用解决问题的结果；d.帮助明确思路，集中精力关注问题重要的方面；e.是的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看法的机会。（3）对模型的评价有以下标准：精确性：模型的输出是正确或非常接近正确；描述
13、的现实性：基于正确的假设；准确性：模型的预测是确定的数字、函数或几何图表等；可靠性：对输入数据中的错误具有相对免疫力；一般性：适用于大多数情况；成效性：结论有并可以启发或指导其他好的模型。3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：将采样点按某种规则剖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。规则剖分如正方形格网DEM、六边形格网DEM等。不规则单元如三角形DEM（TIN）、四边形DEM。基于线单元的DEM：将采样点按线串组织在意的DEM。基于线单元的DEM与数据采样方式联系在一起，如沿等高线采样的数据可组织成基于等高线的DEM
14、，断面DEM等。基于点的DEM：基于点的DEM实际上就是采样点的集合，点与点之间没有建立任何关系，称之为散点DEM。该种结构由于点之间没有任何关系而应用不多。(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：用来模拟地形表面分布的不具备渐变特征的地理对象如土壤、植被、土地利用等。DEM单元内部是同质的，变化之发生在单元边界。不连续DEM的典型特征是DEM模型呈阶梯状分布。连续不光滑DEM：该种DEM认为DEM中的数据点仅仅袋便连续表面上的一个采样值，整个曲面通过相互连接在一起的曲面片（格网单元）来逼近，格网单元在北部市连续光滑的，整体上呈连续分布但导数不连续，如基于点栅格的DEM和TIN光滑DEM：光滑DEM是指一阶导数或高阶单数连续的表面，一般在区域或全局尺度上实现。光滑DEM可以使用数学函数表达的地形曲面，或是在整个区域上通过全局内插函数所形成的DEM，例如通过趋势面拟合内插所建立的DEM，也可以通过分块内插并建立各个块之间的光滑条件形成的DEM。（3）按范围分类局部DEM：对某一工程所建立的小范围的DEM，或因为研究区域曲面变化比较复杂而将曲面划分成具有单一结构的一个个曲面块，并在该曲面块上所建立的数字高程模型。地区DEM：介于局部和全局模型之间的DEM。全局DEM：全局性DEM一般包含大量的数据并覆盖一个很大的区域
