1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

数字地面模型（DEM）自20世纪50年代末期被提出以后，便得到了越来越多的重视，发展非常迅速，在国防建设与国民生产中有很高的利用价值。DEM完全可以代替传统使用等高线对地形表面的描述进而满足对等高线数据相同的各种需求。从60年代中期开始，随着数据库和环境遥感技术的迅速发展，数字高程模型开始作为空间数据库的实体，为地理信息系统进行空间分析和辅助决策提供充实而便于操作的数据基础，同时与地理信息系统的结合也愈来愈紧密。例如在水利建设工程中，利用DEM做库区等高线地形图的绘制、库区规划与坝线选择、坝轴线处河谷断面图绘制。DEM在各种工程中等很多方面都有广泛应用。
地形分析是地形环境认知的一种重要手段，传统的地形分析是基于二维平面地形图进行的。从基于纸质地形图的地形分析到基于DEM的地形分析，大量的人工计算和绘制被计算机所替代，地形分析的手段、功能发生了一次飞跃，可视化技术和虚拟现实技术的发展，使得建立三维实时、交互的仿真地形环境成为可能，同时也需要实现三维地形环境中的地形分析。
通过对数字高程模型数据的采集和室内绘制数字化地形图，熟练掌握数字化测图技术和数字地面模型的建立方法，探讨数字高程模型的地形分析，提高综合运用测绘工程专业理论知识和基本技能解决数字化测图中的理论基础和实际问题的能力。
数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟（即地形表面形态的数字化表示），它是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表达和过程模拟
从研究对象与应用范畴角度出发，DEM可以归纳为狭义和广义两种定义。
从狭义角度定义，DEM是区域表面海拔高程的数字化表达。这种定义将描述的范畴集中地限制在”地表”、”海拔高程”及”数字化表达”内，观念较为明确。
从广义角度定义，DEM是地理空间中地理对象表面海拔高度的数字化表达。这是随着DEM的应用不断向海底、地下岩层以及某些不可见的地理现象（如空中的等气压面等）延伸，而提出的更广义的概念。
该定义将描述对象不再限定在”地表面”，因而具有更大的包容性，有海底DEM、下伏岩层DEM、大气等压面DEM等
地形属性根据地形要素的关系特征和计算特征，可以归纳为地形曲面参数、地形形态特征、地形统计特征和复合地形属性。
地形曲面参数具有明确的数学表达式和物理定义，并可在DEM上直接量算，如坡度、坡向、曲率等。
地形形态特征是地表形态和特征的定性表达，可以在DEM上直接提取，其特点是定义明确，但边界条件有一定的模糊性，难以用数学表达式表达，如在实际的流域单元的划分中，往往难于确定流域的边界。地形统计特征是指给定地表区域的统计学上的特征。
复合地形属性是在地形曲面参数和地形形态特征的基础上，利用应用学科（如水文学、地貌学和土壤学）的应用模型而建立的环境变量，通常以指数形式表达。
根据分析内容，常用的数字地形分析的方法有以下几种： 1.提取坡面地形因子2.提取特征地形要素3.地形统计特征分析
DEM构筑模型的一般内容和过程为： ①采用合适的空间模型构造空间结构； ②采用合适的属性域函数； ③在空间结构中进行采样，构造空间域函数； ④利用空间域函数进行分析。
当空间结构为欧几里德平面，属性域是实数集合时，模型为一自然表面。将欧几里德平面充当水平的XY平面，属性域给出Z坐标（或高程），模型即为数字高程模型
地形分析是地形环境认知的一种重要手段，传统的地形分析是基于二维平面地图进行的。从基于纸质地图的地形分析发展到到基于数字地图的地形分析，计算机取代了大量的人工计算和绘制，地形分析的手段、功能发生了一次飞跃；
可视化技术和虚拟现实技术的发展，使得建立三维实时、交互的仿真地形环境成为可能，同时也需要实现三维地形环境中的地形分析。
特别是DEM的出现和大量应用，使得从地形属性中提取各类地形参数和特征因子更加的简便和准确。 用来描述地形特征和空间分布的地形参数很多，不同的应用目的，不同的学科和领域对此的理解和分类也不同。
虽然地表形态各式各样，但地形点、地形线、地形面等地形结构的基本特征构成了地形的骨架，因此一般的地形特征提取主要是指地形特征点、线、面的提取，并进而通过基本要素的组合进行地表形态分析。特征地形要素的提取更多地应用较为复杂的技术方法，其中山谷线、山脊线的提取采用了全域分析法，成为数字高程模型地学分析中很具特色的数据处理内容。
可视性分析也称通视分析，它实质属于对地形进行最优化处理的范畴。比如设置雷达站、电视台的发射站、道路选择、航海导航等，在军事上如布设阵地(加炮兵阵地、电子对抗阵地)、设置观察哨所、铺架通信线路等。 可视性分析的基本因子有两个，一个是两点之间的通视性，另一个是可视域，即对于给定的观察点所覆盖的区域。
基于栅格DEM判断两点间通视有多种算法，常用的主要有以下两种。 比较常见的一种算法基本思路如下 ①确定过观察点和目标点所在的线段与XY平面垂直的平面S； ②求出地形模型中与平面S相交的所有边； ③判断相交的边是否位于观察点和目标点所在的线段之上，如果有一条边在其上，则察点和目标点不可视
基于规则格网DEM的可视域算法在G1S分析中应用较广。在规则格网DEM中，可视域经常是以离散的形式表示，即将每个格网点表示为可视或不可视，这就是”可视矩阵”。 计算基于规则格网DEM的可视域，一种简单的方法就是沿着视线的方向，从视点开始到目标格网点，计算与视线相交的格网单元(边或面)，判断相交的格网单元是否可视，从而确定视点与目标视点之间是否可视。显然这种方法存在大量的冗余计算。总的来说，由于规则格网DEM的格网点一般都比较多，相应的时间消耗比较大。针对规则格网DEM的特点，比较好的处理方法是采用并行处理。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1．熟悉选题的目的、意义、本课题国内外的研究现状；

2．学习使用数字化测图和成图软件；

3．收集或采集数字高程模型数据，熟悉数字化测图作业过程；