測繪4D產(chǎn)品中的DEM是什么？

　　一、4D產(chǎn)品

　　隨著(zhù)測繪技術(shù)和計算機技術(shù)的結合與不斷發(fā)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(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字高程模型

　　數字高程模型(Digital Elevation Model)，簡(jiǎn)稱(chēng)DEM，是一定范圍內規則格網(wǎng)點(diǎn)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(tài)的空間分布，是通過(guò)等高線(xiàn)或相似立體模型進(jìn)行數據采集(包括采樣和量測)，然后進(jìn)行數據內插而形成的?！?a href='http://dgxinou.com/article/374.html' target='_blank' title='DEM'>DEM是用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型，是數字地形模型(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(xiàn)性和非線(xiàn)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(zhì)、土壤、工程建設、軍事等國民經(jīng)濟和國防建設以及人文和自然科學(xué)領(lǐng)域有著(zhù)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(guò)攝影測量途徑獲取，如立體坐標儀觀(guān)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(wǎng)讀點(diǎn)法、數字化儀手扶跟蹤及掃描儀半自動(dòng)采集然后通過(guò)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(diǎn)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(diǎn)的觀(guān)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(diǎn)內插是以待插點(diǎn)為中心，定義一個(gè)局部函數去擬合周?chē)臄祿c(diǎn)，數據點(diǎn)的范圍隨待插位置的變化而變化，因此又稱(chēng)移動(dòng)擬合法。

　　2.計算方法

　　計算方法包括有規則網(wǎng)絡(luò )結構和不規則三角網(wǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)TIN)兩種算法，目前常用的算法是TIN，通過(guò)等高線(xiàn)和高程點(diǎn)建立不規則的三角網(wǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)TIN)，然后在TIN基礎上通過(guò)線(xiàn)性和雙線(xiàn)性?xún)炔褰?a href='http://dgxinou.com/article/374.html' target='_blank' title='DEM'>DEM。

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

　　2)TIN結構數據的優(yōu)點(diǎn)：能以不同層次的分辨率來(lái)描述地表形態(tài)，與格網(wǎng)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(shí)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(xiàn)、構造線(xiàn)時(shí)，TIN模型能更好地顧及這些特征。

　　3.數據來(lái)源

　　數字高程模型的數據來(lái)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(jīng)濟上是不合算的，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。

　　4.重要指標

　　DEM分辨率是DEM刻畫(huà)地形精確程度的一個(gè)重要指標，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(cháng)度。因為DEM是離散的數據，所以(X，Y)坐標其實(shí)都是一個(gè)一個(gè)的小方格，每個(gè)小方格上標識出其高程。這個(gè)小方格的長(cháng)度就是DEM的分辨率。分辨率數值越小，分辨率就越高，刻畫(huà)的地形程度就越精確，同時(shí)數據量也呈幾何級數增長(cháng)。所以DEM的制作和選取的時(shí)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(jīng)完成了1：50000地形圖的制作DEM的數據庫的建設。

　　5.數字高程模型DEM的現狀

　　DEM在各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域具有很重要的應用，已成為國家基礎地理信息數據的重要組成部分。相對于傳統測量獲得的地形圖，DEM 在表達地面的起伏形態(tài)方面有無(wú)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、數字高程模型DEM在各行業(yè)的的應用

　　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)能夠轉換為數字的特征數據，都與特定的坐標數據相結合。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數據，即現在強調的 4D 產(chǎn)品的建設;

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

　　(4)在一些大型工程中，必須經(jīng)過(guò)勘測、規劃、設計等階段，而通過(guò) DEM 能快速獲得該區域的等高線(xiàn)、斷面圖并最終完成規劃方案設計;

　　(5)工程項目中的挖填方計算，可以大量節省內、外業(yè)的工作量，在工程規劃選址、坡度坡向分析、洪水險情預報、景觀(guān)設計與城市規劃和土地利用現狀等方面也有重要作用。