數字地形建模與地學分析

《數字地形建模與地學分析》是2019年東南大學出版社出版的圖書，作者是陳剛、張笑、薛夢姣。

基本介紹

• 中文名：《數字地形建模與地學分析》
• 作者：陳剛、張笑、薛夢姣
• 出版社：東南大學出版社
• ISBN：9787564179748

內容簡介

《數字地形建模與地學分析》主要內容涵括數字高程模型原始數據採集、空間數據內插、DEM建模與精度控制、數字表面生成、DEM數據組織、數字地形分析與三維可視化等理論、方法和技術實現；同時，針對數字流域建模與分析等專題研究領域，利用ArcGIS等套用平台，以案例為中心展開對數字地面模型的套用分析與實踐教學。

圖書目錄

1 導論

1.1 地形表達方法

1.1.1 現代科學體系中的地形表達研究

1.1.2 地形、地貌及地形表達的意義

1.1.3 地形表達手段的發展

1.2 數字高程模型與數字地面模型

1.2.1 模型與數字模型

1.2.2 DEM、DTM的引入

1.2.3 測繪學中的DTM

1.2.4 地理信息系統中的DTM

1.3 數字地面模型的基本概念

1.3.1 數字地面模型的定義

1.3.2 數字地面模型的數學描述

1.3.3 數字地面模型與數字高程模型的關係

1.3.4 數字地面模型的數據結構與一般特徵

1.3.5 數字地形建模的一般流程

1.4 現代地理信息產業與4D產品

1.4.1 現代信息化測繪體系中的4D產品

1.4.2 國家地理空間基礎信息框架

1.4.3 中國國家基礎地理信息資料庫與DEM資料庫建設

1.4.4 關於數字高程模型產品的國家標準

1.5 數字地面模型的分類及套用

1.5.1 數字地面模型的分類

1.5.2 由DEM派生的主要數字產品

1.5.3 DTM的主要套用

思考與練習題

參考文獻

2 數字地面模型的數據獲取

2.1 數字高程模型的數據來源

2.1.1 航天遙感影像

2.1.2 航空攝影測量及其他新型採集技術

2.1.3 地形圖掃描數位化

2.1.4 地面數據採集

2.2 地形數據採樣的理論與方法

2.2.1 數據採樣理論

2.2.2 數字地形採樣的不同觀點

2.2.3 採樣數據集的基本屬性

2.3 數字高程模型的原始數據採集及質量控制

2.3.1 DEM數據採集概述

2.3.2 攝影測量數據採集方法

2.3.3 DEM數據採集的質量控制

2.3.4 DEM數據預處理

2.3.5 DEM原始數據採集方法總結

思考與練習題

參考文獻

3 數字高程模型內插

3.1 空間內插概述

3.1.1 空間內插的定義與要素

3.1.2 空間內插的步驟

3.1.3 空間內插的分類

3.2 整體內插

3.3 分塊內插

3.3.1 多項式內插

3.3.2 多面疊加內插

3.4 逐點內插

3.4.1 移動擬合法

3.4.2 加權平均法

3.5 綜合性內插

3.5.1 克里金插值

3.5.2 ANuDEM算法

3.6 DEM插值結果評價

3.6.1 數值指標與交叉驗證

3.6.2 誤差可視化模型

3.6.3 三維地形可視化分析

3.7 課程實驗與延伸閱讀

3.7.1 Surfer及空間內插

3.7.2 Surfer實驗設計——插值方法比較

思考與練習題

參考文獻

4 不規則三角網(TIN)與規則格網(Grid)的生成

4.1 不規則三角網

4.1.1 TIN的基本性質

4.1.2 Voronoi圖和Delaunay三角網

4.1.3 不規則三角網的生成算法

4.1.4 規則數據TIN

4.2 規則格網

4.2.1 規則格網基本概念

4.2.2 規則格網的數據組成

4.2.3 規則格網的生成

4.3 等值線的生成

4.3.1 三角網生成等值線

4.3.2 規則格網生成等值線

4.4 數據模型之間的相互轉換

4.4.1 規則格網生成TIN

4.4.2 TIN轉換為規則格網

4.4.3 等高線生成TIN

4.4.4 規則格網生成等高線

4.5 課程實驗與延伸閱讀

4.5.1 ArcGIS 3D Analyst及TIN、RASTER的建立與轉換

4.5.2 編程實現算法

4.5.3 TIN和DEM的轉化

思考與練習題

參考文獻

5 數字地面模型的數據組織

5.1 數字地面模型的格網數據結構

5.1.1 格網數據的組織方法

5.1.2 局部等值地面特性的格網結構

5.1.3 整體漸變地面特性的格網結構

5.2 數字地面模型的不規則三角網結構

5.3 數字地面模型的三維數據結構

5.3.1 八叉樹三維數據結構

5.3.2 三維邊界表示法

5.4 矢柵一體化數據結構

5.4.1 矢柵一體化數據結構的技術思想

5.4.2 三個約定和細分格網法

5.4.3 矢柵一體化數據結構的設計

思考與練習題

參考文獻

6 數字地形分析

6.1 地形分析

6.2 簡單地形因子提取

6.2.1 坡度

6.2.2 坡向

6.2.3 體積

6.2.4 剖面積

6.2.5 坡形

6.2.6 格網DEM表面積和投影面積

6.2.7 凹凸係數

6.2.8 坡位

6.2.9 地形複雜度因子

6.2.1 0等高線

6.3 地形特徵提取

6.3.1 地形特徵點

6.3.2 地形特徵線

6.4 水文分析

6.4.1 水流窪地和窪地填充

6.4.2 水流方向

6.4.3 匯流累積量

6.4.4 河網的系列操作

6.4.5 集水區域

6.5 可視性分析

6.5.1 可視性分析原理

6.5.2 常見的通視分析算法

6.5.3 ArcGIs中可視性分析的計算流程

6.6 誤差與不確定性分析

6.6.1 DEM的誤差來源

6.6.2 數字地形分析算法和參數對於分析精度的影響

6.6.3 DEM的精度評定技術與方法

6.7 課程實驗

思考與練習題

參考文獻

7 數字地形的可視化

7.1 地形可視化的概念

7.2 二維可視化的表達

7.2.1 等高線法

7.2.2 分層設色法

7.2.3 地形暈渲法

7.3 三維可視化的表達

7.3.1 立體等高線模型

7.3.2 三維線框透視模型

7.3.3 地表景觀模型

7.4 三維地形的動態顯示

7.4.1 虛擬現實

7.4.2 三維地形動態顯示的建模技術

思考與練習題

參考文獻

8 地形統計特徵分析

8.1 基本概念

8.2 基本統計量

8.2.1 反映集中趨勢的測度

8.2.2 反映離散程度的測度

8.2.3 反映常態分配的測度

8.3 空間自相關分析

8.3.1 空間權重矩陣

8.3.2 全局自相關統計量

8.3.3 局部自相關指數

8.4 回歸分析

8.4.1 一元線性回歸分析

8.4.2 多元線性回歸分析

8.5 趨勢面分析

8.5.1 趨勢面模型的建立

8.5.2 趨勢面的檢驗

8.6 案例分析

思考與練習題

參考文獻

9 數字地形分析的套用

9.1 基本地形因子的提取

9.1.1 坡度與坡向

9.1.2 平面曲率與剖面曲率

9.1.3 坡長

9.2 複合地形因子的提取

9.2.1 地形起伏度

9.2.2 地表粗糙度

9.2.3 地表切割深度

9.2.4 山脊線與山谷線

9.3 廬山地區水文分析

9.3.1 窪地填充

9.3.2 流向確定

9.3.3 水流長度

9.3.4 匯流分析

9.3.5 河網生成

9.3.6 河流連結

9.3.7 河網分級

9.3.8 集水區域

9.3.9 淹沒分析

9.4 DEM與3D地形列印

9.4.1 獲取DEM

9.4.2 DEMto3D

9.4.3 3D列印

思考與練習題

參考文獻