1、输入立体像对（1） 单击主菜单-File-Open External File-SPOT-DIMAP， 打 开 266282-20030123HRS1SCENE01METADATA.DIM 和 266282-20030123HRS2SCENE01METADATA.DIM 数据。打开的数 据在波段列表中显示，如图2. Available Bands Lkt 匸 !茴 | 3File Optcon3 SCEKE 5 266-262 03/01/23 03:46:59 2 S B:口 FAH （l.OOQO）I Info-i 0 SCENE 5 266-262 03/01/23 03:45:26 1
2、 S M- FKH （1,0000）也醴盹p Info图2数据列表（2） 单击主菜单-Topographic-DEM Extractio n- DEMExtraction Wizard-New，单击 Select Stereo Image按钮，选择左影像（left image）和右影像（right image）,如图3所示，单击Next按钮图3选择左右影像以及控制点方式第二步：定义地面控制点提供三种定义地面控制点方式：不定义、交互式定义和读取控制点文件。这里选择不定义控制点，单击 Next按钮。注：不定义地面控制点得到的 DEM是相对高程。第三步：定义连接点（1） 提供三种定义连接点方式：自动
3、寻找、交互式手工定义和外部读取控制点文件。选择选择自动寻找，如图 4所示，（2） 连接点数目（Number of Tie Points）: 100。（3） 搜索窗 口大小（Search Windows Size : 400。（4） 移动窗 口大小（Moving Window Size）: 119。（5） 平均高程（Region Elevation）：自动从影像读取。（6） 是否检查连接点（Examine and Edit Tie Point9 : Yes（7） 单击Next按钮，进入查看/添加/编辑连接点步骤（8） 单击 Show Table,选择 Sort Table By Error，误差
4、大的点 排在前面，逐个选择Tie点查看精度，将偏离较大的点进行微调或者 直接删除。（9） 自动寻找的Tie点分布有间隙，手动增加一些点，充分利 用Predict Left （或Right）预测功能可以提高效率。（10） 当误差达到一定范围（Maximum Y Parallax10），单击 Next 按钮。搜索窗口和移动窗口值设置的都比较大，将两图显示在Display 中，并用geographic link进行地理定位（RPC文件位置），发现两个 图像的地理位置偏差比较大。故这里设置的值都比较大，保证在每个 搜索窗口中有同名点。（可以利用basic tools measurement tool测
5、 量两点间的距离h个像素，搜索窗口的最小值为2*（ h+1）。）图4 Tie点的选择与调整第四步：设定DEM提取参数（1） ENVI会生成核线图像，可以用于立体观测，选择一个路 径分别输出，单击Next。（2） 设置DEM输出投影参数。这里直接设置为 UTM坐标， 输出像元大小为5m （记得回车自动计算输出像元行列数），这里可以 改成经纬度投影，单击Next。（3） 设置DEM输出参数，根据需求设置背景值，地形精细程度等参数，如图5所示。图5 DEM输出投影与输出参数设置第五步：输出DEM并检查结果将得到的DEM在三维场景下查看第六步：编辑DEM生成的DEM有些地方如厚云等，对获得的地形有影响
6、，需要手动更改这些区域的高程数据。12用现有地形图扫描数字化等高线，获取高程数据生成 DEM。2、坡度（slope）分析地面坡度实质是一个微分的概念，地面上每一点都有坡度，它是一个 微分点上的概念，是地表曲面函数 z=f（x,y）在东、西、南、北方向上 的高程变化率的函数。具体操作：点 Topographic打开 Topographic Modeling 对话框；t选择 dem , ok；t选择Slope,指定输出即可;然后执行坡度分析即可为了更直观的显示坡度，对生成的坡度图进行密度分割，这里用的是等密度分割，生成坡度分布图 具体操作:t在 overlay 中选择 Density Slicet
7、选择slopet apply即可（Density Slice窗口中可以在 Option下拉菜单中选择 Set Number ofDeflaut Ranges对坡度进行分级。l;通过密度分割后的坡度分布图可以明显看出不同的颜色表示不同坡度，此图中红色表示洼地。3、坡向（aspect）分析坡向为地表上一点的切平面的法线矢量在水平面的投影与过该点的 正北方向的夹角，是决定地表面局部地面接受阳光和重新分配太阳辐 射能量的重要地形因子之一，也是直接造成局部地区气候特征差异的 主要因素 同时，还是直接影响到诸如土壤水分地面无霜期以及作物 生长适宜程度等多项重要农业生产指标由于光照温度雨量风速土壤 质地等因
8、子的综合作用，坡向能够对植物发生影响，从而引起植物和 环境的生态关系发生变化。点 Topographic打开 Topographic Modeling 对话框;t选择Aspect,指定输出即可;然后执行坡向分析即可为了更直观的显示坡度，对生成的坡向图进行密度分割，这里用的是 等密度分割，生成坡向分布图t选择 Aspect（Density Slice窗口中可以在 Option下拉菜单中选择 Set Number of Deflaut Ranges对坡向进行分级。通过密度分割后的坡向分布图可以明显看出不同的颜色表示不同坡 的走向，这里将坡分为八个方向，即北坡、东北坡，东坡、东南坡、南坡、西南坡、西
9、坡和西北坡4.坡度坡向计算自从DEM理论形成以来，人们就对计算坡度的方法进行了大量 的研究和实验，其计算方法可以归纳为四块法、空间矢量分析法、拟 合平面法、拟合曲面法和直接解法5种，其中，前3种方法是为求解地面平均坡度而设计的；后2种方法是为求解地面最大坡度而设计的 经过实践证明，拟合曲面法是求解坡度的最佳法，拟合曲面法一般采 用二次曲面，即3X 3的窗口内进行，窗口在DEM矩阵中连续移动 后完成整幅图的计算工作。地表上某点的坡度S、坡向A是地形曲面函数H=f（x, y）在东西方向、 南北方向上高程变化率的函数，即：I : f y fS 二 arcta nJ fx2 fy2 180 - arc
10、ta 90 fY fx 1 fx 1其中,fx是东西方向高程变化率，fy是南北方向高程变化率。由上述表达式可以看出，求解地面点的坡度坡向的关键是求解 fx和fy。格网DEM是以离散形式表示地形曲面且曲面函数一般也不 知道，因此在格网DEM上对fx和fy的求解，一般是在局部范围内（3 X 3移动窗口，图1）,通过数值微分方法或局部曲面拟合方法进行。考 虑到算法的通用性和使用范围，本文选择了 6种常用的坡度坡向算法 进行分析（表1）。表1各式中的g为格网分辨率，zi（i =1,2,9）为中 心点5周围各格网点的高程，fx, fy均是对图1中的中心点5的计算 而言的。789456Jg1I f2 X
11、*图1 DEM 3 X3局部移动窗口Fig. 1 3 X3 local moving window at DEM公式中fx,fy的计算方法:算法n fy二阶差分三阶不带权差分三阶反距离平方权差分 三阶反距离权差分 （Frame差分简单差分- Z2）/（2g 仏-胡丿* Z1 + Zu -说 + 利 ZjJ/ fbg （Z3 - i + 24 + 別-77/（11- Z| +2（zti -肌丿 + 刖-偲 （13 - Ji + 2 - It） - - z7）/笛-21 +J1（Zj） + 即 （4+2恵妙（Z- 2 +J1（Z -唧 + 旳-Zt）/ （4+2 Jig）（27 fl + 詡”刼
12、（2i - Zl 29 - Z7）/ （4 gf 巧-g “V Mg坡度坡向误差分析孙法模型谋冲M杀藪存数拯议兼刑系数由凹向補球高斯合成曲向坡度坡向二阶畫汾旳60. 707/ g0.2160 1330. 002 S0 117三阶不带捉差分0. 40S/ g0 一 35S0. 1220. 003 10 II*三阶反距离平方权差分0. 433/ g0. 3840. L600.003 60 24三阶反距离权皋分0.414/ g0.4090. 1970. 0040. 130Frame杀分（k 500/ g0. 5070. 3420. （104 20. 167简甲筮井7 62 .000/ g1.2952
13、0. 7600. 0465 135.高程分带（Level Slice）高程分带功能是按照定义的分级表对 DEM数据或其它图像数据进行分带（分类或分级），每个分带中的数据间隔相等。对于 DEM数据, 这种处理就是高程分带，而对于其它遥感图像，这种处理相当于进行 专题分类（或分级）。具体操作如下：t在 overlay 中选择 Con tour Linest在Contour Plot对话框中选择apply即可（在此对话框中可以根据 需求设置参数）从结果可以看出：不同的颜色代表了不同的高程。6.地形阴影（Shaded Relief）地形阴影功能是以DEM栅格数据为基础，在一定的光照条件下生成 地形阴影
14、图像（地势图），该功能要求DEM图像必须具有投影地理 坐标。如果需要在地形阴影图上叠加其它图像数据层， 可以确定叠加图像，产生具有地形阴影的影像图。点 Topographic打开 Topographic Modeling 对话框；t选择 dem , ok ；t选择Shaded Relief指定输出即可；从图中明显可以看出，有明亮区和阴暗区。明亮区表示未被遮挡阳光 能够照射到的地方，阴暗区表示被遮挡或阳光照射不到的地方。7.地形校正处理（ Topographic Normalize）地形校正处理应用朗伯体反射模型来部分消除地形对遥感图像的影 响。由于地形坡度、坡向和太阳高度角、方位角的共同影响，
15、遥感图 像特征会发生畸变，在拥有 DEM数据和已知太阳高度角、方位角的 前提下，对遥感图像进行地形校正处理，可以部分消除地形影响。地 形校正功能要求DEM图像必须具有投影地理坐标。关于遥感图像获 取时的太阳高度角、方位角参数信息，通常包含在图像的头文件当中。 七、实验总结使用遥感影像TM与DEM结合，利用遥感图像处理软件ENVI这个平台，进行空间分析可以将影响地物分异规律的多种因子多种数据组合起来综合分析应用，能够把抽象的数据可视化，把独立的因子联系起来叠加分析，从而发现各因子间的制约关系，并确定对地物分异的影响权重。随着遥感技术的发展，遥感图像的应用越来越广泛，作为遥感图像处理过程中的重要步
16、骤， 基于遥感图像地形分析方法的研究很重要。参考文献：1烟贯发，万鲁河，温智虹，张羽威 基于RS和DEM的长白山天池植被分布的坡度坡 向分析B.测绘通报，2012,（ 2）： 233-237.2文悻军,龚健雅,周启鸣,汤国安.基于DEM坡度坡向算法精度的分析研究 A.测绘学报，2004，（ 3）： 258-263.3汤国安，李军锋.规则格DEM坡度坡向算法的比较分析J.干旱区地理，2004, 1（ 9）:398-403.4陈艳丽，李少梅，刘岱岳.基于规则格网DEM的坡度坡向分析研究B.测绘与空间地 理信息，2009，（ 5）: 36-39. 韦金丽，王国波，凌子燕.基于高分辨率 DEM的地形特征提取与分析B.测绘与空间 地理信息，2012,（1）:33-36. 刘学军，龚健雅，周启鸣，汤国安.DEM结构特征对坡度坡向的影响分析 A.地理与地理信息科学，2004,（6）:1-5.
