測繪4D產品中的DEM是什么？

發布日期：2023-11-15 18:57 瀏覽量：8016

　　一、4D產品

　　隨著測繪技術和計算機技術的結合與不斷發展，地圖不在局限與以往的模式，現代數字地圖主要由DOM、DEM、DRG、DLG以及復合模式組成。

　　測繪4D產品主要包含DOM、DEM、DRG、DLG。

　　數字高程模型(Digital Elevation Model)，簡稱DEM，是一定范圍內規則格網點的平面坐標(X,Y)及其高程(Z)的數據集，它主要是描述區域地貌形態的空間分布，是通過等高線或相似立體模型進行數據采集(包括采樣和量測)，然后進行數據內插而形成的。　DEM是用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型，是數字地形模型(DTM)的一個分支，其它各種地形特征值均可由此派生。一般認為，DTM是描述包括高程在內的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內的線性和非線性組合的空間分布，其中DEM是零階單純的單項數字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性可在DEM的基礎上派生。DEM(數字高程模型)描述地面高程信息，在測繪、水文、氣象、地貌、地質、土壤、工程建設、軍事等國民經濟和國防建設以及人文和自然科學領域有著廣泛的應用。

常熟項目數字高程模型DEM

　　二、數字高程模型DEM采集方法及制作流程

　　1.建立方法

　　建立DEM的方法有多種。從數據源及采集方式講有：1)直接從地面測量，所涉及的儀器有水平導軌、測針、測針架和相對高程測量板等構件，也可以用GPS、全站儀、野外測量等高端儀器;2)根據航空或航天影像，通過攝影測量途徑獲取，如立體坐標儀觀測及空三加密法、解析測圖、數字攝影測量等等;3)從現有地形圖上采集，如格網讀點法、數字化儀手扶跟蹤及掃描儀半自動采集然后通過內插生成DEM等方法。

　　DEM內插方法很多，主要有整體內插、分塊內插和逐點內插三種：1)整體內插的擬合模型是由研究區內所有采樣點的觀測值建立的;2)分塊內插是把參考空間分成若干大小相同的塊，對各分塊使用不同的函數;3)逐點內插是以待插點為中心，定義一個局部函數去擬合周圍的數據點，數據點的范圍隨待插位置的變化而變化，因此又稱移動擬合法。

　　2.計算方法

　　計算方法包括有規則網絡結構和不規則三角網(簡稱TIN)兩種算法，目前常用的算法是TIN，通過等高線和高程點建立不規則的三角網(簡稱TIN)，然后在TIN基礎上通過線性和雙線性內插建DEM。

　　1)用規則方格網高程數據記錄地表起伏的優點有：(X，Y)位置信息可隱含，無需全部作為原始數據存儲，由于是規則方格網高程數據，以后在數據處理方面比較容易。缺點有：數據采集較麻煩，因為網格點不是特征點，一些微地形可能沒有記錄。

　　2)TIN結構數據的優點：能以不同層次的分辨率來描述地表形態，與格網數據模型相比，TIN模型在某一特定分辨率下能用更少的空間和時間更精確地表示更加復雜的表面，特別當地形包含有大量特征如斷裂線、構造線時，TIN模型能更好地顧及這些特征。

　　3.數據來源

　　數字高程模型的數據來源主要有以下幾種途徑：

　　攝影測量、地面測量、已有地形圖數字化、已有的DEM庫中提取。對于局部的土方工程計算而言，用攝影測量方式獲取數據(除非是應用原有資料)，顯然在經濟上是不合算的，已有的DEM庫多因網格間距較大，也不合適。因此在實際工作中主要采取應用已有的大比例尺地形圖掃描矢量化，或用全站儀、測距儀+電子平板直接測得到測點的三維坐標。

　　4.重要指標

　　DEM分辨率是DEM刻畫地形精確程度的一個重要指標，同時也是決定其使用范圍的一個主要的影響因素。DEM的分辨率是指DEM最小的單元格的長度。因為DEM是離散的數據，所以(X，Y)坐標其實都是一個一個的小方格，每個小方格上標識出其高程。這個小方格的長度就是DEM的分辨率。分辨率數值越小，分辨率就越高，刻畫的地形程度就越精確，同時數據量也呈幾何級數增長。所以DEM的制作和選取的時候要依據需要，在精確度和數據量之間做出平衡選擇。目前我國已經完成了1：50000地形圖的制作DEM的數據庫的建設。