測繪4D產(chǎn)品中的DEM是什么？

　　一、4D產(chǎn)品

　　隨著測繪技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合與不斷發(fā)展，地圖不在局限與以往的模式，現(xiàn)代數(shù)字地圖主要由DOM、DEM、DRG、DLG以及復(fù)合模式組成。

　　測繪4D產(chǎn)品主要包含DOM、DEM、DRG、DLG。

　　DEM是什么，在測繪航攝界中的意思是數(shù)字高程模型

　　數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model)，簡稱DEM，是一定范圍內(nèi)規(guī)則格網(wǎng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)(X,Y)及其高程(Z)的數(shù)據(jù)集，它主要是描述區(qū)域地貌形態(tài)的空間分布，是通過等高線或相似立體模型進(jìn)行數(shù)據(jù)采集(包括采樣和量測)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)插而形成的。　DEM是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型，是數(shù)字地形模型(DTM)的一個(gè)分支，其它各種地形特征值均可由此派生。一般認(rèn)為，DTM是描述包括高程在內(nèi)的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內(nèi)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(xiàng)數(shù)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(chǔ)上派生。DEM(數(shù)字高程模型)描述地面高程信息，在測繪、水文、氣象、地貌、地質(zhì)、土壤、工程建設(shè)、軍事等國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)以及人文和自然科學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

常熟項(xiàng)目數(shù)字高程模型DEM

　　二、數(shù)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(shù)據(jù)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(dǎo)軌、測針、測針架和相對(duì)高程測量板等構(gòu)件，也可以用GPS、全站儀 、野外測量等高端儀器;2)根據(jù)航空或航天影像，通過攝影測量途徑獲取，如立體坐標(biāo)儀觀測及空三加密 法、解析測圖、數(shù)字攝影測量等等;3)從現(xiàn)有地形圖上采集，如格網(wǎng)讀點(diǎn)法、數(shù)字化儀手扶跟蹤及掃描儀半自動(dòng)采集然后通過內(nèi)插生成DEM等方法。

　　DEM內(nèi)插方法很多，主要有整體內(nèi)插 、分塊內(nèi)插和逐點(diǎn)內(nèi)插三種：1)整體內(nèi)插的擬合模型是由研究區(qū)內(nèi)所有采樣點(diǎn)的觀測值建立的;2)分塊內(nèi)插是把參考空間分成若干大小相同的塊，對(duì)各分塊使用不同的函數(shù);3)逐點(diǎn)內(nèi)插是以待插點(diǎn)為中心，定義一個(gè)局部函數(shù)去擬合周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)，數(shù)據(jù)點(diǎn)的范圍隨待插位置的變化而變化，因此又稱移動(dòng)擬合法。

　　2.計(jì)算方法

　　計(jì)算方法包括有規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和不規(guī)則三角網(wǎng)(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(diǎn)建立不規(guī)則的三角網(wǎng)(簡稱TIN)，然后在TIN基礎(chǔ)上通過線性和雙線性內(nèi)插建DEM。

　　1)用規(guī)則方格網(wǎng)高程數(shù)據(jù)記錄地表起伏的優(yōu)點(diǎn)有：(X，Y)位置信息可隱含，無需全部作為原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，由于是規(guī)則方格網(wǎng)高程數(shù)據(jù)，以后在數(shù)據(jù)處理方面比較容易。缺點(diǎn)有：數(shù)據(jù)采集較麻煩，因?yàn)榫W(wǎng)格點(diǎn)不是特征點(diǎn)，一些微地形可能沒有記錄。

　　2)TIN結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)：能以不同層次的分辨率來描述地表形態(tài)，與格網(wǎng)數(shù)據(jù)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(shí)間更精確地表示更加復(fù)雜的表面，特別當(dāng)?shù)匦伟写罅刻卣魅鐢嗔丫€、構(gòu)造線時(shí)，TIN模型能更好地顧及這些特征。

　　3.數(shù)據(jù)來源

　　數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)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(shù)字化、已有的DEM庫中提取。對(duì)于局部的土方工程計(jì)算而言，用攝影測量方式獲取數(shù)據(jù)(除非是應(yīng)用原有資料)，顯然在經(jīng)濟(jì)上是不合算的，已有的DEM庫多因網(wǎng)格間距較大，也不合適。因此在實(shí)際工作中主要采取應(yīng)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(diǎn)的三維坐標(biāo)。

　　4.重要指標(biāo)

　　DEM分辨率是DEM刻畫地形精確程度的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)也是決定其使用范圍的一個(gè)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?yàn)?a href='http://theweddingcatcher.com/article/374.html' target='_blank' title='DEM'>DEM是離散的數(shù)據(jù)，所以(X，Y)坐標(biāo)其實(shí)都是一個(gè)一個(gè)的小方格，每個(gè)小方格上標(biāo)識(shí)出其高程。這個(gè)小方格的長度就是DEM的分辨率。分辨率數(shù)值越小，分辨率就越高，刻畫的地形程度就越精確，同時(shí)數(shù)據(jù)量也呈幾何級(jí)數(shù)增長。所以DEM的制作和選取的時(shí)候要依據(jù)需要，在精確度和數(shù)據(jù)量之間做出平衡選擇。目前我國已經(jīng)完成了1：50000地形圖的制作DEM的數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。

　　5.數(shù)字高程模型DEM的現(xiàn)狀

　　DEM在各專業(yè)領(lǐng)域具有很重要的應(yīng)用，已成為國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的重要組成部分。相對(duì)于傳統(tǒng)測量獲得的地形圖，DEM 在表達(dá)地面的起伏形態(tài)方面有無可比擬的優(yōu)越性，在保證精度的前提下，可以以多種形式顯示地形信息，具有非常大的潛力。

　　三、數(shù)字高程模型DEM在各行業(yè)的的應(yīng)用

　　DEM作為多學(xué)科聯(lián)系的產(chǎn)物，它的重要特點(diǎn)是任何一個(gè)能夠轉(zhuǎn)換為數(shù)字的特征數(shù)據(jù)，都與特定的坐標(biāo)數(shù)據(jù)相結(jié)合。它在各個(gè)領(lǐng)域都有較多的利用價(jià)值，例如：

　　(1)為軍事目的而進(jìn)行的三維顯示;

　　(2)作為國家地理信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，即現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)的 4D 產(chǎn)品的建設(shè);

　　(3)在線路勘測設(shè)計(jì)中建立的 DEM 可以求得線路縱斷面和橫斷面上的地形特征信息，并以此求得最佳線路;

　　(4)在一些大型工程中，必須經(jīng)過勘測、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等階段，而通過 DEM 能快速獲得該區(qū)域的等高線、斷面圖并最終完成規(guī)劃方案設(shè)計(jì);

　　(5)工程項(xiàng)目中的挖填方計(jì)算，可以大量節(jié)省內(nèi)、外業(yè)的工作量，在工程規(guī)劃選址、坡度坡向分析、洪水險(xiǎn)情預(yù)報(bào)、景觀設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃和土地利用現(xiàn)狀等方面也有重要作用。