ENVI地形分析0.doc

第11章地形分析数字高程模型（DigitalElevationModel，简称DEM），是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。DEM是数字地形模型（DigitalTerrainModel，简称DTM）的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生，如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性。DEM还可以计算地形特征参数，包括山峰、山脊、平原、位面、河道和沟谷等。建立DEM的方法有多种。按数据源及采集方式主要有：（1）直接从地面测量，例如用GPS、全站仪、野外测量等；（2）根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获取，如立体坐标量测仪观测及空三加密法、解析测图、数字摄影测量等；（3）从现有地形图上采集，如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集，然后通过内插生成DEM等方法。DEM的内插方法很多，常用的有整体内插、分块内插和逐点内插三种。下表对比了几种创建DEM的主要方法。表11.1几种DEM创建方法汇总【遥感专题系列】影像信息提取之—DEM提取[EB/OL].http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d01017lty.html.方法优点缺点航空摄影测量成熟的方法，精度高，可获取大比例尺DEM。成本高，周期长，且受航空管制。高程点或者等高线差值成本低，操作简单。受数据源限制大，很多地区无高程点或等高线数据。卫星遥感可以大范围获取DEM。受天气影响较大，目前可获取的比例尺较小。干涉雷达技术可以大范围获取DEM，不受天气影响。目前获取大比例尺DEM较困难，随着德国高分辨率雷达卫星TanDEM-X的上天会有所突破。激光雷达技术精度高，可获取大比例尺DEM。起步阶段，技术门槛高。要想快速的获取大范围的DEM数据，卫星遥感是一种较好的方法。随着卫星传感器的飞速发展，获取的DEM精度越来越高。如目前商业卫星最高分辨率的0.41米GeoEye-1，在使用高质量控制资料时，垂直精度的中误差可达到0.5米，可满足1:5000的地图比例尺生产。可以立体成像的卫星主要有ASTER，ALOSPRISM，CARTOSAT-1，FORMOSAT-2，IKONOS，KOMPSAT-2，OrbView-3，QuickBird，RapidEye，GeoEye-1，WorldView-1/2，SPOT5/6，Pleiades，以及国产的资源三号、资源一号02C星、天绘卫星等。由于DEM描述的是地面高程信息，它在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、军事等国民经济和国防建设，以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。例如在工程建设上，可用于土方量计算、通视分析等；在防洪减灾方面，DEM是进行水文分析，包括汇水区分析、水系HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1106925.htm"\t"http://baike.baidu.com/_blank"网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础；在无线通讯上，可用于蜂窝电话的基站分析等。DEM还广泛用于生产地图产品，如等高线地图、正射地图等。在遥感应用方面，DEM用于制图、正射校正和土地利用分类；还可用于高速公路和铁路的规划中。11.1地形建模11.1.1地形菜单ENVI5.0的Topographic（地形）菜单可以对DEM数据进行打开、分析和输出等操作。图11.1地形菜单打开地形文件（OpenTopographicFile）：可以打开的格式有数字地形高程数据（DTED）、美国地质勘察数字高程模型（USGSDEM）、空间数据转换标准（SDTS）格式的USGS数字高程模型（USGSSDTSDEM）文件以及ShuttleRadarTopographyMission即航天飞机雷达地形测绘的数字高程模型（SRTMDEM）格式北京星图环宇科技有限公司.ENVI遥感影像处理实用手册[M].2005：496.。地形建模（TopographicModeling）：可以从地形数据中计算出一些地形模型，包括坡度、坡向、凸面和曲率等。地形特征（TopographicFeatures）：可以生成一幅分类图像，其中显示河道、山脊、山峰、沟谷、水平面等。DEM扩展模块（DEMExtraction）：它能够简单、快速地从扫描、数字航空影像或者沿轨道方向、垂直轨道方向的推扫式卫星传感器等影像上创建DEM。DEMExtraction模块除了DEM自动提取向导外，还包括三个DEM工具：DEM编辑工具（EditDEMResults）、立体3D量测工具（Stereo3DMeasurement）和核线图像3D光标工具（Epipolar3DCursor）。使用菜单中的其它地形工具可以进行以下操作：生成山区阴影图像（CreateHillShadeImage）、替换