数字高程模型复习题
1、什么是数字高程模型，它有什么特点？
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
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。
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;5）DEM可视化;6)不确定分析和表达。
3、试分析数字高程模型数据源及其特点。
DEM数据源及其特点：1）地形图.主要通过等高线来表达地物高度和地形起伏。由于地形图数据覆盖范围广、比例尺系列齐全、获取较为经济等特点成为目前DEM的主要数据源。但目前地形图存在以下3大问题：地形图现势性、地形图存储介质、地形图精度。2）摄影测量/遥感影像数据.遥感影像更新速度快可达到实时性要求，精度高，范围大，应注意解决以下4个问题：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。3）地面测量数据.获取的数据精度高，但其工作量大，周期长、效率低、更新困难，费用较高，一般不适合大规模的数据采集。4）既有DEM数据.在应用时要考虑自身的研究目的以及DEM分辨率、存储格式、数据精度和可信度等因素。2、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。
4、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。 地形图数据采集方法、摄影测量数据采集方法、野外测量数据采集方法
1）野外测量数据采集方法 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
5、DEM数据获取中的新技术和方法有哪些？
合成孔径雷达干涉测量数据采集方法、机载激光扫描数据采集、基于声波、超声波的DEM数据采集
6、试述基于数字摄影测量的DEM数据采集方法的生产工艺流程。
7、简述GRID的结构特点与数据组织形式。 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
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 3）DEM金字塔
8、如何对GRID数据进行压缩？
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。
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：三角形顶点莪的坐标文件和组成三角形三顶点文件
10、试对比分析GRID和TIN的优缺点。 数据结构 顾及地表几何特征 分辨率 保凸性 逼真性 光滑性 表面分析能力 适用范围 GRID 光栅数据结构 简单、易于维护更新 否 固定分辨率；采样点按规则格网分布，地形简单地区采样点数据冗余，地形复杂地区采样点密度不足 差 较好 较好 充分利用数字图象处理与分析技术，强 反映大范围宏观地表形态，适用于国家基本比例尺DEM建库及基于DEM的科学分析与研究 TIN 拓扑矢量数据结构 复杂、维护更新困难 是 可变分辨率；可根据地形复杂程度灵活布置采样点 优 优 差 较差 建立小范围高精度数字表面，适用于细部三维景观再现和工程应用 11、简述GRID建立的基本思路和核心内容？ 基本思路：首先对研究区域在平面坐标域上进行格网划分；然后利用地形采样点内插计算出各格网点的高程，生成以GRID数据结构形式存储的高程数据集；最
终建立用于表达研究区域地表形态的连续数字表面
核心问题：DEM内插(内插数学模型的选择、邻域范围的确定)
12、生成GRID的主要方法有哪些？与DEM数据采集方法、采样策略和采样数据分布间存在哪些联系？
1）基于规则格网分布采样点的GRID建立：最近邻域法、双线性内插、双三次曲面内插、二元样条函数内插
2）基于不规则分布采样点的GRID建立：整体内插、逐点内插法【a(反距离权)加权平均法、b移动曲面拟合法、 c克立金法】、间接法、线性内插、双二次曲面内插
3）基于等高线分布采样点的GRID建立
4）等高线直接内插法：等高线离散化法、等高线构TIN法
13、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。
14、试述基于不规则分布采样点的移动曲面拟合法建立GRID的基本思路？
（l）建立局部坐标：对DEM每一个格网点，将坐标原点移至该DEM待定点P（Xp，Yp）
Xi?Xi?XpYi?Yi?Yp
（2） 选取邻近数据点：数据点到待定点P的距离小于R时被选用di?Xi2?Yi2?R
（3）列出误差方程式：选择二次曲面作为拟合曲面Z?Ax2?Bxy?Cy2?Dx?Ey?F 误差方程式vi?Xi2A?XiYiB?Yi2C?XiD?YiE?F?Z 由n个数据点列出的误差方程为V?MX?Z
i?2R?di21k2（4）计算每一数据点的权pi?2 pi?() pi?e
didid（5）法化求解X?(MPM)MPZ
15、试述基于不规则分布采样点的反距离权法建立GRID的基本思路？
16、试述基于等高线分布采样数据间接法建立GRID的基本思路 ？
T?1T答：首先对研究区域在平面坐标域上进行格网划分；然后利用地形采样点内插计算出各格网点的高程，生成以GRID数据结构形式存储的高程数据集；最终建立用于表达研究区域地表形态的连续数字表面
17、简述构TIN的基本思路和核心内容？
构TIN的核心问题:三角剖分、数据组织
18、简述狄洛尼法则的三种不同表达方式及DT三角网的特性？
答：狄洛尼法则的三种不同表达方式：1）标准狄洛尼三角网；2）空圆法则；3）带约束条件的狄洛尼法则
DT三角网的特性：保证 TIN的唯一性、最大限度避免狭长三角形
19、带约束条件的狄洛尼法则和LOP是如何定义的？
答：带约束条件的狄洛尼法则：三角形外接圆内不包含任何其他点，其三个顶点