数字高程模型习题集

1、TIN: 基于不规则三角网的数字高程模型（Based on Triangulated Irregular Network DEM，简写为Based on TIN DEM，简称TIN）.用一系列互不交叉、互不重叠的连接在一起的三角形来表示地形表面。

2、Delaunay三角网：有公共边的Voronoi多边形称为相邻Voronoi图，连接所有相邻Voronoi多边形的生长中心所形成的三角网称为Delaunay三角网。它是一个布满整个区域有互不重叠的三角网结构。

二、填空题 1、Delaunay三角网生成算法分为两大类：静态算法和动态算法。静态算法包括：递归生长算法、凸闭包收缩法。动态算法：数据逐点插入法。

二、问答题

1、TIN建立的思路

（1）首先在二维平面上对采样点进行Delaunay三角剖分；

（2）然后在三角形的顶点上叠加所对应的高程值，从而形成空间三角形斜平面；

（3）位于三角形内部的任何一点的高程值可通过三角形斜平面方程唯一确定(线性内插)，从而一个完整的数字地形表面即可重构。

第5讲DEM可视化表达

一、名词解释

1、可视化（visualization）：是指运用计算机图形、图像处理技术，将复杂的科学现象、自然景观以及十分抽象的概念图像化，以便理解现象、发现规律和传播知识。

2、地形可视化：是在20世纪60年代以后随着地理信息系统的出现而逐渐形成的，主要研究基于DEM的地形显示、简化、仿真等内容，是计算机图形学的一个分支，属于科学计算可视化的范畴。

3、地形三维可视化： 是将三维空间对象按某一规则变换到二维平面，为了使变换过的图形具有真实感，还须根据光源的位置和颜色、对象表面的形状和方位及光谱特性等计算画面每一点的颜色灰度，并选择合适的纹理贴附于对象表面。

二、填空

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1、地形可视化经历了从简单到复杂、从低级符号到高级符号、从抽象到逼真的过程。

2、地形三维可视化方法有：立体等高线模型、三维线框透视模型、地形三维表面模型、地形三维景观模型等。

第6讲DEM数据组织与管理

一、名词解释：

1、规则镶嵌数据模型（以格网DEM为代表） ：用规则的小面块集合来逼近不规则分布的地形曲面。在二维空间中可以有多种可能的规则格网划分方法，如正方形、正三角形、正六边形等，但为了便于存储和数据处理，网格单元应具有简单的形状。

2、不规则镶嵌数据模型（以TINDEM为代表）： 用来进行镶嵌的小面块具有不规则的形状和边界。按照小面块的几何形状，不规则镶嵌模型有基于三角形、四边形、六边形、多边形等的结构，其中由于三角形结构最为简单而应用最为广泛。

一、填空题 1、规则格网DEM数据结构包括：简单矩阵结构 、行程编码结构、块状编码结构、四叉树数据结构。

2、TIN数据结构包括：链表结构、面结构、点结构、点面结构、边面结构等。

3、DEM数据库属空间数据库，DEM数据库的内容包括数据库结构设计、数据组织方法、元数据、数据库功能等。

第7讲 DEM精度分析

一、名词解释

1、系统误差：数据采集设备引起的，一般表现为常数或者函数，可通过采样数据施加改正数或遵守工艺流程将其影响降低到最低限度。

2、偶然误差（随机误差）：对同一目标，多次观测的结果会有不同，由数据采集过程中的不确定因素引起的。单个点的误差没有规律可循，但多个点的误差服从统计规律，可用统计值来表示。

3、粗差：在操作过程中由于粗心或不遵守操作规定引起的，实际上是一种错误。比如，记录一个错误的读数；由于识别错误观测了另一个不相干的点。根据统计学观点，它与其他观测值不属于同一集合，不据统计规律，必须剔除。 4、极限误差：通常以3倍中误差作为偶然误差的极限，并称为极限误差。

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二、填空题

1、DEM原始采样数据误差包括：系统误差、随机误差、粗差。研究的重点是偶然误差，用滤波方法检测剔除。

2、从生产过程分析DEM高程误差来源：地形表面特征、原始数据源误差、原始数据处理过程中的采点设备误差、原始数据处理过程中的人为误差、采样点密度和分布、DEM结构、内插方法。

3、DEM误差就是数字地形表面建模过程中所传播的各种误差的综合。

4、DEM常用的精度描述指标是中误差、平均误差和标准差（公式）。我国目前用检查点法（28个点）和中误差来评定DEM精度。

误差是真值（一般用实地观测值）与估测值（内插值）的差。

n中误差： RMSE??i2n ?i?1

平均误差： n ME???in i?1

n标准差：

SD??(?i?ME)2n

i?1

第8讲 DEM生产质量控制

一、名词解释

1、DEM质量：指DEM数据在表达空间位置、高程、时间信息这三个基本要素时所能达到的准确性。

二、填空题

1、DEM质量控制策略：减少数据采集时的误差引入；对采集到的数据作误差处理，以提高可靠性；减少表面建模时的误差引入。

三、问答题

1、任何分布形式采样点数据的粗差检测与剔除方法。

按照自然地形地貌的成因，绝大多数自然地形表面符合一定的自然趋势，表现为连续的空间渐变模型，并且这种连续变化可以用一种平滑的数学模型——趋

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势面加以描述。对粗差的检测，可以通过模型误差——即实际观测值（采样点高程值）与趋势面计算值（模型值）之差来判定其是否属于异常数据。一般选定一个阈值，超过这个阈值即为采样点中的异常点。 常用最小二乘法整体内插法生成一个趋势面，三维可视化可以直观检查粗差情况。

2、DEM质量检查的内容

（1）检查DEM原始的数学基础(投影/坐标系)； （2）数据起止点坐标的正确性(范围)；

（3）原始数据质量（系统误差/随机误差/粗差）； （4）高程值有效区间（插值会超出） ； （5）内插模型（选择是否恰当） （6）产品质量（整体精度）

（7）元数据文件（描述是否准确）

第9讲 DEM的多尺度表达

一、名词解释

1、地图综合：同一地物在不同比例尺上所表达的细节是不一样的。通过一些诸如简化和有选择性省略的操作，从大比例尺地图中获得小比例尺地图，即地图综合。

二、填空题

1、地理空间中地理对象的图形表达，往往在欧氏空间进行。但是，欧氏空间中地理对象的放大和缩小，并不改变地理对象的尺度（比例尺）。

2、分辨率指地理对象基本测量单位的大小。反应的是对象的细节程度；而尺度则反映观测对象时，距离对象的远近。二者显然是不同的。

3、多尺度DEM的表达方法：层次结构（金字塔结构、四叉树结构）；表面综合。

4、我国目前上产的不同尺度的DEM有：1：100万，1：25万，1：5万，1：1万。

三、问答题

1、简述DEM多尺度表达的理论基础

根据人眼观察物体的规律，即人只能在一定的分辨率内观察物体，超出了这个分辨率，将看不到这个物体。Li和Openshaw(1993)提出了尺度变换自然规律： 在一定的尺度中，如果基于空间变换的地理目标的大小低于最小规定尺寸，那么

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