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編輯推薦

科學性與實用性有機結閤 係統性與可讀性有機結閤 基礎理論與最新研究成果有機結閤 深入淺齣。循序漸進，兼顧教師教學與學生自學。

內容簡介

《數字高程模型教程（第2版）》DEM是地理數據庫中的核心數據，是進行地形分析的基礎，廣泛應用於測繪、遙感以及資源、環境、城市規劃、農林、災害、水電工程、軍事等領域。《數字高程模型教程（第2版）》係統介紹瞭DEM的基本概念、DEM的數據組織與管理、DEM數據獲取方法、DEM的建立與處理和DEM的可視化錶達及精度分析等基本理論與關鍵技術；從坡麵地形因子提取、特徵地形要素提取、地形統計分析以及地學模型分析四個不同方麵，闡述瞭DEM數字地形分析的基本理論與方法。全書每章都配有一定量的思考題與練習題，還配有教學課件及實驗數據光盤，便於學生復習與練習。
《數字高程模型教程（第2版）》可作為高等院校地理、地質、海洋、氣象、測繪、環保等專業本科生和研究生教材，也可供其他相關學科的各類專業技術人員閱讀參考。

目錄

前言
1 概論
1.1 地錶形態錶達：從模擬到數字
1.2 數字高程模型：概念與理解
1.2.1 數字高程模型的定義
1.2.2 數字高程模型的研究內容
1.2.3 數字高程模型的類型
1.2.4 數字高程模型的特點
1.3 數字高程模型的信息特徵：從DEM到DTM
1.4 數字高程模型的係統結構與功能
1.4.1 DEM建立
1.4.2 DEM操作
1.4.3 DEM分析
1.4.4 DEM可視化
1.4.5 DEM應用
1.5 數字高程模型與地理信息係統的關係
1.6 數字高程模型的應用範疇與前景
1.6.1 科學研究應用
1.6.2 商業應用
1.6.3 工業、工程應用
1.6.4 管理應用
1.6.5 軍事應用
1.6.6 數字地球應用
1.6.7 DEM功能與應用需求關係
思考及練習題

2 DEM數據組織與管理
2.1 DEM數據模型
2.1.1 鑲嵌數據模型
2.1.2 規則鑲嵌數據模型
2.1.3 不規則鑲嵌數據模型
2.1.4 特徵嵌入式數據模型
2.2 DEM數據結構
2.2.1 規則格網DEM數據結構
2.2.2 不規則三角網DEM數據結構
2.2.3 格網與不規則三角網結構混閤結構
2.2.4 格網DEM與TIN的對比
2.3 DEM數據庫管理
2.3.1 DEM數據庫內容
2.3.2 DEM數據庫結構
2.3.3 DEM數據庫數據組織
2.3.4 DEM元數據
2.3.5 DEM數據庫係統功能
思考及練習題

3 DEM數據獲取方法
3.1 DEM數據源特徵
3.1.1 地形圖數據及其特徵
3.1.2 攝影測量／遙感影像數據及其特徵
3.1.3 地麵測量數據及其特徵
3.1.4 既有DEM數據
3.2 DEM數據采樣理論基礎
3.2.1 地形麯麵幾何特徵
3.2.2 地形的復雜程度
3.2.3 地貌單元類型
3.3 DEM數據采樣策略與采樣方法
3.3.1 數字高程模型數據源的三大屬性
3.3.2 采樣的布點原則
3.3.3 DEM數據采集方法
3.3.4 DEM數據采集方法的對比分析
3.4 DEM數據采集質量控製
3.4.1 原始數據粗差檢測與剔除
3.4.2 原始數據的濾波處理
3.5 DEM數據共享和利用
3.5.1 我國DEM數據交換格式標準
3.5.2 我國不同比例尺DEM的特點
3.5.3 美國USGSDEM的特點
3.5.4 SRTM與ASTER-gdem數據的特點
思考及練習題

4 格網DEM建立
4.1 從散點到連續錶麵
4.1.1 DEM地形錶麵重建的地理內涵和數學機理
4.1.2 DEM質量評價標準
4.1.3 DEM建立的一般步驟與方法
4.2 規則格網DEM建立的基本思路
4.3 DEM內插數學模型
4.3.1 整體內插
4.3.2 局部分塊內插
4.3.3 逐點內插法
4.4 DEM建立過程
4.4.1 基於不規則分布采樣點的DEM建立
4.4.2 基於規則格網分布采樣點的DEM建立
4.4.3 基於等高綫分布采樣點的DEM建立
4.5 不規則三角網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 數據和TIN的類型
4.5.4 TIN的三角剖分準則
4.6 TIN與DEM之間的相互轉換
4.6.1 Grici至等高綫和TIN至等高綫的轉換
4.6.2 TIN至Grid和等高綫至Grid轉換
4.6.3 Grid至TIN和等高綫至TIN的轉換
思考及練習題

5 DEM的可視化錶達
5.1 概述
5.1.1 地形可視化概念
5.1.2 地形可視化錶達的基本類型
5.2 地形一維可視化錶達
5.3 地形二維可視化錶達
5.3.1 等高綫法
5.3.2 明暗等高綫法
5.3.3 分層設色法
5.3.4 地形暈渲法
5.4 地形三維可視化錶達
5.4.1 立體等高綫模型
5.4.2 三維綫框透視模型
5.4.3 地形三維錶麵模型
5.5 地形三維景觀模型
5.5.1 紋理映射概述
5.5.2 基於分形的地形三維景觀
5.5.3 基於紋理映射算法的地形三維景觀
5.5.4 基於遙感、航空影像的地形三維景觀
5.5.5 基於地物疊加的DEM可視化
5.5.6 基於虛擬現實的地形三維可視化
5.6 地形場景漫遊與動畫
思考及練習題

6 DEM精度分析
6.1 DEM的誤差源與誤差分類
6.1.1 誤差、精度與不確定性
6.1.2 DEM誤差源分析
6.1.3 DEM誤差分類體係
6.2 DEM精度描述指標和精度體係
6.2.1 DEM精度的數學模型
6.2.2 常用DEM精度描述指標
6.3 DEM精度評定方法和精度模型
6.3.1 檢查點法和DEM盧誤差模型
6.3.2 逼近分析和地形描述誤差
6.3.3 等高綫套閤分析和DEM定性評價模型
6.3.4 實驗方法和DEM經驗模型
6.3.5 理論分析與理論模型
6.4 DEM精度模型分析
6.4.1 基於等高綫數據的DEM精度分析
6.4.2 基於格網數據的DEM精度分析
6.5 DEM地形描述誤差分析
思考及練習題

7 坡麵地形因子提取
7.1 概述
7.1.1 坡麵因子的分類及提取方法
7.1.2 坡麵因子提取的算法基礎
7.1.3 坡麵因子提取常用的分析窗口
7.2 坡度、坡嚮
7.2.1 坡度的提取
7.2.2 坡嚮的提取
7.3 坡形
7.3.1 宏觀坡形因子
7.3.2 地麵麯率因子
7.3.3 地麵變率因子
7.4 坡長
7.5 坡位
7.6 坡麵復雜度因子
7.6.1 地形起伏度
7.6.2 地錶粗糙度
7.6.3 地錶切割深度
7.6.4 高程變異係數
7.6.5 實際應用例證
思考及練習題

8 特徵地形要素的提取
8.1 地形特徵點的提取
8.2 山脊綫、山榖綫的提取
8.2.1 榖脊特徵綫提取方法概述
8.2.2 基於規則格網DEM數據提取山脊與山榖綫的典型算法
8.3 溝沿綫的提取
8.4 水係的提取
8.4.1 水係提取概述
8.4.2 基於地錶徑流漫流模型的水係提取算法
8.5 流域的提取
8.6 可視性分析
8.6.1 判斷兩點之間的可視性的算法
8.6.2 計算可視域的算法
8.6.3 可視性分析最基本的用途
思考及練習題

9 DEM的地形統計分析
9.1 概述
9.2 基本統計量
9.2.1 代錶數據集中趨勢的統計量
9.2.2 代錶數據離散程度的統計量
9.2.3 代錶數據分布形態的統計量
9.2.4 其他統計量
9.3 分級統計分析
9.3.1 分級的概念與目的
9.3.2 分級的原則
9.3.3 分級統計的方法
9.4 相關分析
9.4.1 空間自相關
9.4.2 地形因子相關分析
9.5 迴歸分析
9.5.1 直接利用DEM數據的迴歸
9.5.2 地形因子參與的迴歸
9.5.3 地形因子與非地形因子的迴歸
9.6 趨勢麵分析
9.7 係統聚類分析
思考及練習題

10 DEM的地學模型分析
10.1 概述
10.1.1 地學模型的類型和特點
10.1.2 地學模型中引人DEM的必要性
10.1.3 基於DEM的地學模型分析方法
10.2 DEM模型分析
10.2.1 DEM直接建模
10.2.2 DEM多信息復閤建模
10.3 DEM輔助模型分析
10.3.1 DEM直接應用
10.3.2 DEM擴展應用
思考及練習題
主要參考文獻

精彩書摘

閤成孔徑雷達攝圖，能使導彈擊中隱蔽和僞裝的目標。閤成孔徑雷達還用於深空探測，如用閤成孔徑雷達探測月球、金星的地質結構。
2）機載激光掃描數據采集 機載激光掃描係統往往又稱為機載激光雷達UDAR。激光掃描不需要反光鏡，還可以被看到，而且也很少受氣候條件影響，測量精度高，因此，機載激光掃描成為測繪睏難地區（如密集的城區、森林地區）和物體（電力綫等）的新興技術。
機載激光掃描係統主要包括以下部分：激光測距儀LRF（1aser range finder）、控製在綫數據采集的計算機係統、測距數據儲存、GPS／INS和可能的影像數據的介質、掃描器、GPS／INS定位與姿態測定係統、平颱和固定設備、地麵GPS參考站、任務計劃和後處理軟件、GPS導航、其他選件（如CCD相機等）。圖3.9顯示瞭車載三維激光掃描係統的基本組成。
機載激光掃描的工作原理主要是利用主動遙感的原理，機載激光掃描係統發射齣激光信號，經由地麵反射後到係統的接收器，通過計算發射信號和反射信號之間的相位差或時間差，來得到地麵的地形信息。對獲得的激光掃描數據，利用其他大地控製信息將其轉換到局部參考坐標係統即得到局部坐標係統中的三維坐標數據。再通過濾波、分類等剔除不需要的數據，就可以進行建模瞭。對三維坐標數據進行濾波處理就可以得到DEM數據。利用激光掃描生成的數字錶麵模型的高程精度可以達到10cm，空間分辨率可以達到1m，可以滿足房屋檢測等高精度數據的需要。

前言/序言

　　數字高程模型（digital elevation model，DEM）的概念由Miller於1958年提齣，經過40多年的發展，關於DEM的諸多基礎理論問題都得到瞭深入的研究，DEM以及基於DEM數字地形分析的理論與技術方法體係正在形成。作為地理信息係統地理數據庫中最為重要的空間信息資料和賴以進行地形分析的核心數據係統，國傢測繪部門將其作為國傢空間數據基礎設施（national spatial data infrastructure NSD建設的重要內容之一。隨著全國多尺度DEM的相繼建立，其正在科學研究、生産與國防建設中發揮越來越重要的作用。在理論研究方麵，DEM的不確定性、DEM的尺度效應、DEM的地學分析、基於DEM的數據挖掘都取得瞭很大的突破。在應用方麵，也從一般的地形因子提取、支持三維漫遊等簡單應用嚮更多樣的形式、更廣泛的領域發展。可以說，在很多應用者看來，DEM所代錶的已經不僅僅是一般的記錄海拔的空間數據，還包括一種空間分析的思路、一種地學處理的方法。
　　近年來，高等院校有關專業，特彆是自然地理學、地圖學與地理信息係統、地圖製圖與地理信息工程、攝影測量與遙感、大地測量學與測量工程等專業都紛紛將數字高程模型作為本科生、研究生的必修或選修課。現在迫切需要在內容上既強調基本概念與基本理論又融閤最新研究成果、在方法上既注重培養學生基本能力又強化培養創新思維能力的教材。
　　南京師範大學地圖學與地理信息係統學科是國傢重點學科，數字地形分析是該學科的重點研究方嚮之一。近年來，作者先後承擔瞭3項國傢科技部“863”項目及6項國傢自然科學基金課題的研究，還承擔瞭數字高程模型方麵的本科生與研究生的教學工作。本書力求實現基礎理論與最新研究成果、科學性與實用性、係統性與可讀性的有機結閤。全書由兩大部分構成，共10章。第1～6章為DEM數據篇，著重介紹DEM的概念、數據獲取、數據組織與管理、建立與處理、可視化及數據的不確定性；第7～10章為DEM分析方法篇，通過抽象與提煉，將基於DEM的數字地形分析方法歸納為坡麵地形因子的提取、特徵地形要素的提取、DEM地形統計分析、DEM地學模型分析四種基本類型，並附以大量的例證，歸納齣DEM地學分析的原理與方法。
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