測繪4D産品中的(de)DEM是什(shén)麽？

　　一、4D産品

　　随著(zhe)測繪技術和(hé)計算(suàn)機技術的(de)結合與不斷發展，地圖不在局限與以往的(de)模式，現代數字地圖主要由DOM、DEM、DRG、DLG以及複合模式組成。

　　測繪4D産品主要包含DOM、DEM、DRG、DLG。

　　DEM是什(shén)麽，在測繪航攝界中的(de)意思是數字高(gāo)程模型

　　數字高(gāo)程模型(Digital Elevation Model)，簡稱DEM，是一定範圍内規則格網點的(de)平面坐(zuò)标(X,Y)及其高(gāo)程(Z)的(de)數據集，它主要是描述區(qū)域地貌形态的(de)空間分(fēn)布，是通(tōng)過等高(gāo)線或相似立體模型進行數據采集(包括采樣和(hé)量測)，然後進行數據内插而形成的(de)。　DEM是用(yòng)一組有序數值陣列形式表示地面高(gāo)程的(de)一種實體地面模型，是數字地形模型(DTM)的(de)一個(gè)分(fēn)支，其它各種地形特征值均可(kě)由此派生。一般認爲，DTM是描述包括高(gāo)程在内的(de)各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化(huà)率等因子在内的(de)線性和(hé)非線性組合的(de)空間分(fēn)布，其中DEM是零階單純的(de)單項數字地貌模型，其他(tā)如坡度、坡向及坡度變化(huà)率等地貌特性可(kě)在DEM的(de)基礎上派生。DEM(數字高(gāo)程模型)描述地面高(gāo)程信息，在測繪、水(shuǐ)文、氣象、地貌、地質、土壤、工程建設、軍事等國民經濟和(hé)國防建設以及人(rén)文和(hé)自然科學領域有著(zhe)廣泛的(de)應用(yòng)。

常熟項目數字高(gāo)程模型DEM

　　二、數字高(gāo)程模型DEM采集方法及制作流程

　　1.建立方法

　　建立DEM的(de)方法有多(duō)種。從數據源及采集方式講有：1)直接從地面測量，所涉及的(de)儀器有水(shuǐ)平導軌、測針、測針架和(hé)相對(duì)高(gāo)程測量闆等構件，也(yě)可(kě)以用(yòng)GPS、全站儀 、野外測量等高(gāo)端儀器;2)根據航空或航天影(yǐng)像，通(tōng)過攝影(yǐng)測量途徑獲取，如立體坐(zuò)标儀觀測及空三加密 法、解析測圖、數字攝影(yǐng)測量等等;3)從現有地形圖上采集，如格網讀點法、數字化(huà)儀手扶跟蹤及掃描儀半自動采集然後通(tōng)過内插生成DEM等方法。

　　DEM内插方法很多(duō)，主要有整體内插 、分(fēn)塊内插和(hé)逐點内插三種：1)整體内插的(de)拟合模型是由研究區(qū)内所有采樣點的(de)觀測值建立的(de);2)分(fēn)塊内插是把參考空間分(fēn)成若幹大(dà)小相同的(de)塊，對(duì)各分(fēn)塊使用(yòng)不同的(de)函數;3)逐點内插是以待插點爲中心，定義一個(gè)局部函數去拟合周圍的(de)數據點，數據點的(de)範圍随待插位置的(de)變化(huà)而變化(huà)，因此又稱移動拟合法。

　　2.計算(suàn)方法

　　計算(suàn)方法包括有規則網絡結構和(hé)不規則三角網(簡稱TIN)兩種算(suàn)法，目前常用(yòng)的(de)算(suàn)法是TIN，通(tōng)過等高(gāo)線和(hé)高(gāo)程點建立不規則的(de)三角網(簡稱TIN)，然後在TIN基礎上通(tōng)過線性和(hé)雙線性内插建DEM。

　　1)用(yòng)規則方格網高(gāo)程數據記錄地表起伏的(de)優點有：(X，Y)位置信息可(kě)隐含，無需全部作爲原始數據存儲，由于是規則方格網高(gāo)程數據，以後在數據處理(lǐ)方面比較容易。缺點有：數據采集較麻煩，因爲網格點不是特征點，一些微地形可(kě)能沒有記錄。

　　2)TIN結構數據的(de)優點：能以不同層次的(de)分(fēn)辨率來(lái)描述地表形态，與格網數據模型相比，TIN模型在某一特定分(fēn)辨率下(xià)能用(yòng)更少的(de)空間和(hé)時(shí)間更精确地表示更加複雜(zá)的(de)表面，特别當地形包含有大(dà)量特征如斷裂線、構造線時(shí)，TIN模型能更好地顧及這(zhè)些特征。

　　3.數據來(lái)源

　　數字高(gāo)程模型的(de)數據來(lái)源主要有以下(xià)幾種途徑：

　　攝影(yǐng)測量、地面測量、已有地形圖數字化(huà)、已有的(de)DEM庫中提取。對(duì)于局部的(de)土方工程計算(suàn)而言，用(yòng)攝影(yǐng)測量方式獲取數據(除非是應用(yòng)原有資料)，顯然在經濟上是不合算(suàn)的(de)，已有的(de)DEM庫多(duō)因網格間距較大(dà)，也(yě)不合适。因此在實際工作中主要采取應用(yòng)已有的(de)大(dà)比例尺地形圖掃描矢量化(huà)，或用(yòng)全站儀、測距儀+電子平闆直接測得(de)到測點的(de)三維坐(zuò)标。

　　4.重要指标

　　DEM分(fēn)辨率是DEM刻畫(huà)地形精确程度的(de)一個(gè)重要指标，同時(shí)也(yě)是決定其使用(yòng)範圍的(de)一個(gè)主要的(de)影(yǐng)響因素。DEM的(de)分(fēn)辨率是指DEM最小的(de)單元格的(de)長(cháng)度。因爲DEM是離散的(de)數據，所以(X，Y)坐(zuò)标其實都是一個(gè)一個(gè)的(de)小方格，每個(gè)小方格上标識出其高(gāo)程。這(zhè)個(gè)小方格的(de)長(cháng)度就是DEM的(de)分(fēn)辨率。分(fēn)辨率數值越小，分(fēn)辨率就越高(gāo)，刻畫(huà)的(de)地形程度就越精确，同時(shí)數據量也(yě)呈幾何級數增長(cháng)。所以DEM的(de)制作和(hé)選取的(de)時(shí)候要依據需要，在精确度和(hé)數據量之間做(zuò)出平衡選擇。目前我國已經完成了(le)1：50000地形圖的(de)制作DEM的(de)數據庫的(de)建設。

　　5.數字高(gāo)程模型DEM的(de)現狀

　　DEM在各專業領域具有很重要的(de)應用(yòng)，已成爲國家基礎地理(lǐ)信息數據的(de)重要組成部分(fēn)。相對(duì)于傳統測量獲得(de)的(de)地形圖，DEM 在表達地面的(de)起伏形态方面有無可(kě)比拟的(de)優越性，在保證精度的(de)前提下(xià)，可(kě)以以多(duō)種形式顯示地形信息，具有非常大(dà)的(de)潛力。

　　三、數字高(gāo)程模型DEM在各行業的(de)的(de)應用(yòng)

　　DEM作爲多(duō)學科聯系的(de)産物(wù)，它的(de)重要特點是任何一個(gè)能夠轉換爲數字的(de)特征數據，都與特定的(de)坐(zuò)标數據相結合。它在各個(gè)領域都有較多(duō)的(de)利用(yòng)價值，例如：

　　(1)爲軍事目的(de)而進行的(de)三維顯示;

　　(2)作爲國家地理(lǐ)信息的(de)基礎數據，即現在強調的(de) 4D 産品的(de)建設;

　　(3)在線路勘測設計中建立的(de) DEM 可(kě)以求得(de)線路縱斷面和(hé)橫斷面上的(de)地形特征信息，并以此求得(de)最佳線路;

　　(4)在一些大(dà)型工程中，必須經過勘測、規劃、設計等階段，而通(tōng)過 DEM 能快(kuài)速獲得(de)該區(qū)域的(de)等高(gāo)線、斷面圖并最終完成規劃方案設計;

　　(5)工程項目中的(de)挖填方計算(suàn)，可(kě)以大(dà)量節省内、外業的(de)工作量，在工程規劃選址、坡度坡向分(fēn)析、洪水(shuǐ)險情預報、景觀設計與城(chéng)市規劃和(hé)土地利用(yòng)現狀等方面也(yě)有重要作用(yòng)。