《DEM数据获取与应用》课件.ppt

*************************************坡向应用案例植被分布研究坡向影响局地辐射条件、温度和水分状况，进而影响植被生长。在北半球，南坡接收的太阳辐射更多，温度较高，蒸发强烈，常形成干旱生境；北坡则相对阴凉湿润，适合喜阴植物生长。基于DEM的坡向分析可揭示植被分布的地形驱动因素，预测气候变化下的植被迁移趋势。太阳能电站选址太阳能电站的发电效率与坡向密切相关。在北半球，朝南的坡面全年接收的太阳辐射最多，是太阳能设施的理想选址。结合DEM的坡向和坡度分析，可计算区域年太阳辐射量，找出太阳能资源丰富且地形条件适宜的最佳选址区域，优化太阳能电站布局。建筑规划与设计建筑物的朝向与周围地形的坡向相互配合，可改善居住舒适度和能源效率。在北方地区，建筑物宜朝南布置，利用坡向分析可选择朝南坡地建设住宅区，改善冬季采光；在南方炎热地区，则可利用坡向分析选择避开强烈西晒的区域进行建筑规划。水文分析应用流域划分基于DEM的水文分析可自动划分流域边界和子流域单元。通过计算流向和汇流累积量，确定流域分水岭位置，为水资源管理和生态保护提供空间单元。河网提取通过设定汇流累积阈值，可从DEM中提取河网结构。提取的河网可用于水系分析、洪水模拟和水污染扩散研究。高精度DEM可提取更详细的河网结构。水文参数计算基于DEM可计算坡长、汇流时间、河网密度等水文参数，作为水文模型的输入，模拟径流过程和洪峰流量。这些参数对于水资源评估至关重要。地形湿度指数结合汇流累积面积和坡度计算地形湿度指数(TWI)，表征土壤水分空间分布特征。TWI广泛应用于水文预测、土壤制图和湿地识别等领域。水文分析案例洪水风险评估是DEM水文分析的重要应用。通过提取河网、划分流域、计算坡度等水文参数，结合降雨数据和土地覆盖信息，可构建分布式水文模型，模拟不同降雨条件下的洪水过程。基于模拟结果和高精度DEM，可生成洪水淹没范围图和淹没深度图，为防洪规划和风险管理提供决策支持。水资源管理也依赖DEM水文分析。通过流域划分和径流模拟，可评估区域水资源量及其空间分布；结合DEM识别的地表蓄水区位和地形特征，可优化水库选址和灌溉系统规划，提高水资源利用效率；基于DEM的坡度和河网分析，还可辅助制定水土保持措施，减少水土流失。生态环境研究植被覆盖分析结合DEM与遥感影像，研究植被与地形的关系生物多样性评估利用地形多样性预测生物多样性的空间分布生态系统服务评估基于地形特征评估水源涵养、土壤保持等生态服务微气候模拟结合DEM模拟局地温度、湿度等微气候因素生态应用案例森林资源调查DEM在森林资源调查中具有重要应用。结合激光雷达数据，通过减去DEM（地面高程）和DSM（树冠表面高程）的差值，可获得森林冠层高度模型(CHM)，进一步估算林分参数如树高、郁闭度等。此外，地形特征如坡度、坡向、地形位置指数等可与森林生长状况关联分析，揭示地形对森林生产力的影响规律，为森林经营提供地形适宜性评价。高精度DEM还可辅助森林采伐规划和林道设计，降低环境影响。野生动物栖息地分析DEM派生的地形因子是野生动物栖息地适宜性评价的重要变量。不同物种对地形条件有特定偏好，如高山物种倾向于特定海拔范围，某些猛禽喜欢在陡峭山脊筑巢，大型哺乳动物则可能沿山谷通道迁移。基于DEM可计算地形多样性指数，作为生物多样性的指示器；利用DEM的视域分析，可识别动物的视觉通道和隐蔽区域；结合DEM进行最小成本路径分析，可评估景观连通性和规划生态廊道，为生物多样性保护提供空间策略。工程应用路线规划DEM是交通基础设施规划的关键数据。通过DEM分析地形条件，可优化道路/铁路线路，平衡挖填方工程量，避开不良地质区域，减少建设成本和环境影响。路线规划通常采用最小成本路径算法，将坡度、地形起伏等转化为成本因子。工程量计算在工程建设前，利用高精度DEM可准确计算挖填方工程量，预估工程造价。将原始地形DEM与设计地形模型对比，计算高程差并乘以单元面积，即可获得每个单元的挖填方体积，为工程预算和施工组织提供依据。视域分析DEM支持的视域分析广泛应用于通信塔站选址、军事监视点布设、景观规划等领域。通过计算观测点与周围区域的通视性，可确定可见区域范围，优化观测点布局，保障视觉通信或提升景观体验。选址分析工业设施、公共设施选址需考虑地形条件。利用DEM派生的坡度、坡向、高程等因素，结合其他环境和社会经济因素，可进行多准则评价，找出最适宜的建设区域，平衡开发成本和环境影响。工程应用案例高速公路选线高速公路选线是DEM在交通工程中的典型应用。设计人员首先基于DEM生成坡度图、坡向图和阴影浮雕