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测绘4D产品中的DEM是什么?

发布日期:2023-11-15 18:57 浏览量:3169

  一、4D产品

  随着测绘技术和计算机技术的结合与不断发展,地图不在局限与以往的模式,现代数字地图主要由DOMDEMDRGDLG以及复合模式组成。

  测绘4D产品主要包含DOMDEMDRGDLG

  DEM是什么,在测绘航摄界中的意思是数字高程模型

  数字高程模型(Digital Elevation Model),简称DEM,是一定范围内规则格网点的平面坐标(X,Y)及其高程(Z)的数据集,它主要是描述区域地貌形态的空间分布,是通过等高线或相似立体模型进行数据采集(包括采样和量测),然后进行数据内插而形成的。 DEM是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型,是数字地形模型(DTM)的一个分支,其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为,DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子,如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布,其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型,其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。DEM(数字高程模型)描述地面高程信息,在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。


常熟项目数字高程模型DEM

  

  二、数字高程模型DEM采集方法及制作流程

  1.建立方法

  建立DEM的方法有多种。从数据源及采集方式讲有:1)直接从地面测量,所涉及的仪器有水平导轨、测针、测针架和相对高程测量板等构件,也可以用GPS、全站仪 、野外测量等高端仪器;2)根据航空或航天影像,通过摄影测量途径获取,如立体坐标仪观测及空三加密 法、解析测图、数字摄影测量等等;3)从现有地形图上采集,如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集然后通过内插生成DEM等方法。

  DEM内插方法很多,主要有整体内插 、分块内插和逐点内插三种:1)整体内插的拟合模型是由研究区内所有采样点的观测值建立的;2)分块内插是把参考空间分成若干大小相同的块,对各分块使用不同的函数;3)逐点内插是以待插点为中心,定义一个局部函数去拟合周围的数据点,数据点的范围随待插位置的变化而变化,因此又称移动拟合法。

  2.计算方法

  计算方法包括有规则网络结构和不规则三角网(简称TIN)两种算法,目前常用的算法是TIN,通过等高线和高程点建立不规则的三角网(简称TIN),然后在TIN基础上通过线性和双线性内插建DEM

  1)用规则方格网高程数据记录地表起伏的优点有:(X,Y)位置信息可隐含,无需全部作为原始数据存储,由于是规则方格网高程数据,以后在数据处理方面比较容易。缺点有:数据采集较麻烦,因为网格点不是特征点,一些微地形可能没有记录。

  2)TIN结构数据的优点:能以不同层次的分辨率来描述地表形态,与格网数据模型相比,TIN模型在某一特定分辨率下能用更少的空间和时间更精确地表示更加复杂的表面,特别当地形包含有大量特征如断裂线、构造线时,TIN模型能更好地顾及这些特征。

  3.数据来源

  数字高程模型的数据来源主要有以下几种途径:

  摄影测量、地面测量、已有地形图数字化、已有的DEM库中提取。对于局部的土方工程计算而言,用摄影测量方式获取数据(除非是应用原有资料),显然在经济上是不合算的,已有的DEM库多因网格间距较大,也不合适。因此在实际工作中主要采取应用已有的大比例尺地形图扫描矢量化,或用全站仪、测距仪+电子平板直接测得到测点的三维坐标。

  4.重要指标

  DEM分辨率是DEM刻画地形精确程度的一个重要指标,同时也是决定其使用范围的一个主要的影响因素。DEM的分辨率是指DEM最小的单元格的长度。因为DEM是离散的数据,所以(X,Y)坐标其实都是一个一个的小方格,每个小方格上标识出其高程。这个小方格的长度就是DEM的分辨率。分辨率数值越小,分辨率就越高,刻画的地形程度就越精确,同时数据量也呈几何级数增长。所以DEM的制作和选取的时候要依据需要,在精确度和数据量之间做出平衡选择。目前我国已经完成了1:50000地形图的制作DEM的数据库的建设。

  5.数字高程模型DEM的现状

  DEM在各专业领域具有很重要的应用,已成为国家基础地理信息数据的重要组成部分。相对于传统测量获得的地形图,DEM 在表达地面的起伏形态方面有无可比拟的优越性,在保证精度的前提下,可以以多种形式显示地形信息,具有非常大的潜力。

  三、数字高程模型DEM在各行业的的应用

  DEM作为多学科联系的产物,它的重要特点是任何一个能够转换为数字的特征数据,都与特定的坐标数据相结合。它在各个领域都有较多的利用价值,例如:

  (1)为军事目的而进行的三维显示;

  (2)作为国家地理信息的基础数据,即现在强调的 4D 产品的建设;

  (3)在线路勘测设计中建立的 DEM 可以求得线路纵断面和横断面上的地形特征信息,并以此求得最佳线路;

  (4)在一些大型工程中,必须经过勘测、规划、设计等阶段,而通过 DEM 能快速获得该区域的等高线、断面图并最终完成规划方案设计;

  (5)工程项目中的挖填方计算,可以大量节省内、外业的工作量,在工程规划选址、坡度坡向分析、洪水险情预报、景观设计与城市规划和土地利用现状等方面也有重要作用。

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