数字高程模型教程(第三版)

第三版前言第二版前言1 概论1.1 地表形态表达：从模拟到数字1.2 数字高程模型：概念与理解1.2.1 数字高程模型的定义1.2.2 数字高程模型的研究内容1.2.3 数字高程模型的类型1.2.4.数字高程模型的特点1.3 数字高程模型的信息特征：从DEM到DTM1.4 数字高程模型的系统结构与功能1.4.1 DEM建立1.4.2 DEM操作1.4.3.DEM分析1.4.4 DEM可视化1.4.5 DEM应用1.5 数字高程模型与地理信息系统的关系1.6 数字高程模型的应用范畴与前景1.6.1 科学研究应用1.6.2 商业应用1.6.3 工业、工程应用1.6.4 管理应用1.6.5 军事应用1.6.6 数字地球应用1.6.7 DEM功能与应用需求关系思考及练习题2 DEM数据组织与管理2.1 DEM数据模型2.1.1 镶嵌数据模型2.1.2 规则镶嵌数据模型2.1.3 不规则镶嵌数据模型2.1.4 特征嵌入式数据模型2.2 DEM数据结构2.2.1 规则格网DEM数据结构2.2.2 不规则三角网DEM数据结构2.2.3 格网与不规则三角网结构混合结构2.2.4 格网DEM与TIN的对比2.3 DEM数据库管理2.3.1 DEM数据库内容2.3.2 DEM数据库结构2.3.3 DEM数据库数据组织2.3.4 DEM元数据2.3.5 DEM数据库系统功能思考及练习题3 DEM数据获取方法3.1 DEM数据源特征3.1.1 地形图数据及其特征3.1.2 摄影测量/遥感影像数据及其特征3.1.3 地面测量数据及其特征3.1.4 既有DEM数据3.2 DEM数据采样理论基础3.2.1 地形曲面几何特征3.2.2 地形的复杂程度3.2.3 地貌单元类型3.3 DEM数据采样策略与采样方法3.3.1 数字高程模型数据源的三大属性3.3.2 采样的布点原则3.3.3 DEM数据采集方法3.3.4 DEM数据采集方法的对比分析3.4 DEM数据采集质量控制3.4.1 原始数据粗差检测与剔除3.4.2 原始数据的滤波处理3.5 DEM数据共享和利用3.5.1 我国DEM数据交换格式标准3.5.2 我国不同比例尺DEM的特点3.5.3 美国USGSDEM的特点3.5.4 SRTM与ASTER-gdem数据的特点思考及练习题4 格网DEM建立4.1 从散点到连续表面4.1.1 DEM地形表面重建的地理内涵和数学机理4.1.2 DEM质量评价标准4.1.3 DEM建立的一般步骤与方法4.2 规则格网DEM建立的基本思路4.3 DEM内插数学模型4.3.1 整体内插4.3.2 局部分块内插4.3.3 逐点内插法4.4 DEM建立过程4.4.1 基于不规则分布采样点的DEM建立4.4.2 基于规则格网分布采样点的DEM建立4.4.3 基于等高线分布采样点的DEM建立4.5 不规则三角网（TIN）的基本概念4.5.1 TIN的概念4.5.2 TIN的基本元素4.5.3 数据和TIN的类型4.5.4 TIN的三角剖分准则4.6 TIN与DEM之间的相互转换4.6.1 Grid至等高线和TIN至等高线的转换4.6.2 TIN至Grid和等高线至Grid转换4.6.3 Grid至TIN和等高线至TIN的转换4.7 基于LiDAR构建DEM4.7.1 LiDAR的概念4.7.2 LiDAR基本原理4.7.3 LiDAR数据建模4.7.4 LiDAR应用领域思考及练习题5 DEM的可视化表达5.1 概述5.1.1 地形可视化概念5.1.2 地形可视化表达的基本类型5.2 地形一维可视化表达5.3 地形二维可视化表达5.3.1 等高线法5.3.2 明暗等高线法5.3.3 分层设色法5.3.4 地形晕渲法5.4 地形三维可视化表达5.4.1 立体等高线模型5.4.2 三维线框透视模型5.4.3 地形三维表面模型5.5 地形三维景观模型5.5.1 纹理映射概述5.5.2 基于分形的地形三维景观5.5.3 基于纹理映射算法的地形三维景观5.5.4 基于遥感、航空影像的地形三维景观5.5.5 基于地物叠加的DEM可视化5.5.6 基于虚拟现实的地形三维可视化5.6 地形场景漫游与动画思考及练习题6 DEM精度分析6.1 DEM的误差源与误差分类6.1.1 误差、精度与不确定性6.1.2 DEM误差源分析6.1.3 DEM误差分类体系6.2 DEM精度描述指标和精度体系6.2.1 DEM精度的数学模型6.2.2 常用DEM精度描述指标6.3 DEM精度评定方法和精度模型6.3.1 检查点法和DEM中误差模型6.3.2 逼近分析和地形描述误差6.3.3 等高线套合分析和DEM定性评价模型6.3.4 实验方法和DEM经验模型6.3.5 理论分析与理论模型6.4 DEM精度模型分析6.4.1 基于等高线数据的DEM精度分析6.4.2 基于格网数据的DEM精度分析6.5 DEM地形描述误差分析思考及练习题7 坡面地形因子提取7.1 概述7.1.1 坡面因子的分类及提取方法7.1.2 坡面因子提取的算法基础7.1.3 坡面因子提取常用的分析窗口7.2 坡度、坡向7.2.1 坡度的提取7.2.2 坡向的提取7.3 坡形7.3.1 宏观坡形因子7.3.2 地面曲率因子7.3.3 地面变率因子7.4 坡长7.5 坡位7.6 坡面复杂度因子7.6.1 地形起伏度7.6.2 地表粗糙度7.6.3 地表切割深度7.6.4 高程变异系数7.6.5 实际应用例证思考及练习题8 特征地形要素的提取8.1 地形特征点的提取8.2 山脊线、山谷线的提取8.2.1 谷脊特征线提取方法概述8.2.2 基于规则格网DEM数据提取山脊与山谷线的典型算法8.3 沟沿线的提取8.4 水系的提取8.4.1 水系提取概述8.4.2 基于地表径流漫流模型的水系提取算法8.5 流域的提取8.6 可视性分析8.6.1 判断两点之间的可视性的算法8.6.2 计算可视域的算法8.6.3 可视性分析*基本的用途思考及练习题9 DEM的地形统计分析9.1 概述9.2 基本统计量9.2.1 代表数据集中趋势的统计量9.2.2 代表数据离散程度的统计量9.2.3 代表数据分布形态的统计量9.2.4 其他统计量9.3 分级统计分析.9.3.1 分级的概念与目的9.3.2 分级的原则9.3.3 分级统计的方法9.4 相关分析9.4.1 空间自相关9.4.2 地形因子相关分析9.5 回归分析9.5.1 直接利用DEM数据的回归9.5.2 地形因子参与的回归9.5.3 地形因子与非地形因子的回归9.6 趋势面分析9.7 系统聚类分析思考及练习题10 DEM的地学模型分析10.1 概述10.1.1 地学模型的类型和特点10.1.2 地学模型中引入DEM的必要性10.1.3 基于DEM的地学模型分析方法10.2 DEM模型分析10.2.1 DEM直接建模10.2.2 DEM多信息复合建模10.3 DEM辅助模型分析10.3.1 DEM直接应用10.3.2 DEM扩展应用思考及练习题主要参考文献