数字高程模型(DEM)作为基础测绘地理信息数字成果和国家空间数据基础设施(NSDI)的核心内容，也成为地理信息科学研究与教学的主要内容之一。基于数字高程模型，开展数字地形建模与分析，在地理信息、测绘工程、资源管理、环境保护、农业监测、林业工程、生态评价、灾害预警、城市规划、景观设计、水利水电、交通工程、数字战场等领域得到广泛应用。陈刚、张笑、薛梦姣编的《数字地形建模与地学分析/地理信息系统现代理论与技术系列丛书》分九章．内容围绕DEM导论、数据来源、数据获取、数据预处理、数据内插、数据组织、数字地形建模、数字地形分析与地学应用等环节，系统介绍了数字地形建模与分析的基础理论、技术方法和软件工具，同时注重强化学生的综合地学分析与实践动手能力的培养。全书各章均附参考文献及思考习题，以便引导学生课外延伸阅读、复习与练习。
本书可作为高等院校地理、环境、地质、测绘、海洋、生态、气象、水利、农林等专业本科生和研究生参考教材，也可供相关学科各类专业技术人员阅读参考。

1 导论
1.1 地形表达方法
1.1.1 现代科学体系中的地形表达研究
1.1.2 地形、地貌及地形表达的意义
1.1.3 地形表达手段的发展
1.2 数字高程模型与数字地面模型
1.2.1 模型与数字模型
1.2.2 DEM、DTM的引入
1.2.3 测绘学中的DTM
1.2.4 地理信息系统中的DTM
1.3 数字地面模型的基本概念
1.3.1 数字地面模型的定义
1.3.2 数字地面模型的数学描述
1.3.3 数字地面模型与数字高程模型的关系
1.3.4 数字地面模型的数据结构与一般特征
1.3.5 数字地形建模的一般流程
1.4 现代地理信息产业与4D产品
1.4.1 现代信息化测绘体系中的4D产品
1.4.2 国家地理空间基础信息框架
1.4.3 中国国家基础地理信息数据库与DEM数据库建设
1.4.4 关于数字高程模型产品的国家标准
1.5 数字地面模型的分类及应用
1.5.1 数字地面模型的分类
1.5.2 由DEM派生的主要数字产品
1.5.3 DTM的主要应用
思考与练习题
参考文献
2 数字地面模型的数据获取
2.1 数字高程模型的数据来源
2.1.1 航天遥感影像
2.1.2 航空摄影测量及其他新型采集技术
2.1.3 地形图扫描数字化
2.1.4 地面数据采集
2.2 地形数据采样的理论与方法
2.2.1 数据采样理论
2.2.2 数字地形采样的不同观点
2.2.3 采样数据集的基本属性
2.3 数字高程模型的原始数据采集及质量控制
2.3.1 DEM数据采集概述
2.3.2 摄影测量数据采集方法
2.3.3 DEM数据采集的质量控制
2.3.4 DEM数据预处理
2.3.5 DEM原始数据采集方法总结
思考与练习题
参考文献
3 数字高程模型内插
3.1 空间内插概述
3.1.1 空间内插的定义与要素
3.1.2 空间内插的步骤
3.1.3 空间内插的分类
3.2 整体内插
3.3 分块内插
3.3.1 多项式内插
3.3.2 多面叠加内插
3.4 逐点内插
3.4.1 移动拟合法
3.4.2 加权平均法
3.5 综合性内插
3.5.1 克里金插值
3.5.2 ANuDEM算法
3.6 DEM插值结果评价
3.6.1 数值指标与交叉验证
3.6.2 误差可视化模型
3.6.3 三维地形可视化分析
3.7 课程实验与延伸阅读
3.7.1 Surfer及空间内插
3.7.2 Surfer实验设计——插值方法比较
思考与练习题
参考文献
4 不规则三角网(TIN)与规则格网(Grid)的生成
4.1 不规则三角网
4.1.1 TIN的基本性质
4.1.2 Voronoi图和Delaunay三角网
4.1.3 不规则三角网的生成算法
4.1.4 规则数据TIN
4.2 规则格网
4.2.1 规则格网基本概念
4.2.2 规则格网的数据组成
4.2.3 规则格网的生成
4.3 等值线的生成
4.3.1 三角网生成等值线
4.3.2 规则格网生成等值线
4.4 数据模型之间的相互转换
4.4.1 规则格网生成TIN
4.4.2 TIN转换为规则格网
4.4.3 等高线生成TIN
4.4.4 规则格网生成等高线
4.5 课程实验与延伸阅读
4.5.1 ArcGIS 3D Analyst及TIN、RASTER的建立与转换
4.5.2 编程实现算法
4.5.3 TIN和DEM的转化
思考与练习题
参考文献
5 数字地面模型的数据组织
5.1 数字地面模型的格网数据结构
5.1.1 格网数据的组织方法
5.1.2 局部等值地面特性的格网结构
5.1.3 整体渐变地面特性的格网结构
5.2 数字地面模型的不规则三角网结构
5.3 数字地面模型的三维数据结构
5.3.1 八叉树三维数据结构
5.3.2 三维边界表示法
5.4 矢栅一体化数据结构
5.4.1 矢栅一体化数据结构的技术思想
5.4.2 三个约定和细分格网法
5.4.3 矢栅一体化数据结构的设计
思考与练习题
参考文献
6 数字地形分析
6.1 地形分析
6.2 简单地形因子提取
6.2.1 坡度
6.2.2 坡向
6.2.3 体积
6.2.4 剖面积
6.2.5 坡形
6.2.6 格网DEM表面积和投影面积
6.2.7 凹凸系数
6.2.8 坡位
6.2.9 地形复杂度因子
6.2.10 等高线
6.3 地形特征提取
6.3.1 地形特征点
6.3.2 地形特征线
6.4 水文分析
6.4.1 水流洼地和洼地填充
6.4.2 水流方向
6.4.3 汇流累积量
6.4.4 河网的系列操作
6.4.5 集水区域
6.5 可视性分析
6.5.1 可视性分析原理
6.5.2 常见的通视分析算法
6.5.3 ArcGIs中可视性分析的计算流程
6.6 误差与不确定性分析
6.6.1 DEM的误差来源
6.6.2 数字地形分析算法和参数对于分析精度的影响
6.6.3 DEM的精度评定技术与方法
6.7 课程实验
思考与练习题
参考文献
7 数字地形的可视化
7.1 地形可视化的概念
7.2 二维可视化的表达
7.2.1