浅谈数字高程模型的制作与应用

浅谈数字高程模型的制作与应用
摘要：介绍利用JX4数字摄影测量工作站制作DEM的工作流程，说明生成DEM的具体操作
步骤，指出提高作业精度的具体措施和办法，以及DEM在生产实践中的应用.
关键词：JX4摄影测量系统；工作流程；操作步骤
Abstract: this paper introduces the use of JX4 DPW DEM production flow of work that generated the specific operation of DEM steps, points out that improve the accuracy of the homework concrete measures and method, and the application in production practice DEM.
Key words: JX4 photogrammetric system; Work process; Operation steps
1.引言
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DOM、DEM、DRG、DLG以及复合模式组成。

本文主要介绍利用JX4数字摄影测量工作站制作DEM的工作流程，说明生成DEM的具体操作步骤，指出提高作业精度的具体措施和办法，以及DEM在生产实践中的应用。

2.数字高程模型的定义
数字高程模型(Digital Elevation Model),简称DEM。

它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，是数字地形模型的一个分支。

3. 数字高程模型制作平台
DEM制作是JX-4数字摄影测量工作站的一个子模块，该模块不仅能利用已有等高线生成DEM，还能依据影像匹配自动生成DEM，方法灵活多样，操作简单实用，并且精度很高
4. 数字高程模型的制作技术
数字高程模型根据不同的设备和不同的精度要求，可以有不同的制作技术。

1）全数字自动摄影测量方法
全数字自动摄影测量一般采用工作站或高档PC机，快捷获取地面DEM。

当前的技术，甚至可以与GPS自动空中三角量测系统集成，形成了从外业控制到内业加密和DEM生产的更加自动化和高效的作业流程。

2）交互式数字摄影测量
有些数字摄影测量系统全自动化的功能相对弱些，在获取DEM时，也可能采取自动相关和人机交互结合的方案。

这种方法由于增加了人工干预和编辑的功能，能够获得比较可靠，精度较好的DEM。

3）解析摄影测量方法
当部分地区需要主精度DEM时，可采用解析摄影测量方法。

解析摄影测量方法有两种作业模式，一种是人工直接切标准格网点，直接生产DEM，这种方法精度最好，但相当费时；另一种方法时人工测绘等高线和地形特征点线，通过内插获得DEM。

4）扫描矢量化等高线再内插DEM的方法
如果采用原有的地图，或使用未经改造的模拟精密立体测图仪获得的等高线，可以扫描，先进行矢量化，得到矢量化的等高线，再内插成DEM。

它不失为目前DEM生产的重要方法之一。

对以上4种方法进行实验和比较，用野外实测高程求出各种方法的精度，实验表明：解析摄影测量方法和扫描等高线内插得到DEM精度最好，加测地形特征点线的交互式数字摄影测量方法要比不加测地形特征点线的全数字自动摄影测量方法精度高。

但效率最高的还是全数字自动摄影测量方法。

5. 利用JX4数字摄影测量工作站构建TIN的方法生成DEM的工作流程
6 流程中各步骤的具体操作和应注意的问题
6.1 航空底片及航片扫描
专业测绘生产部门都知道，高质量的航摄资料尤其是底片的质量对4D产品制作有举足轻重的作用。

目前，多采用可视化编程工具并融合定制功能极强的GIS组件进行集成化开发，建立基于单机平台的航空摄影技术设计、业务化系统、
实现地形参数计算、摄影分区化分、航线敷设、设计成果管理等应用功能，确保航摄资料的可靠性。

6.2 定向建模
定向建模有3种空三方式：
1)无空三加密成果导入数据，直接在像对上定向建模；
2)JX-4空三数据导入；
3)其它系统如VirtuoZo、HELEV A、ImageStation等数字化空三结果导入。

前两种形式的定向建模过程都可采用批处理来完成。

6.3 导入DLG数据及补测特征点线
创建DEM前，首先对每个像对先量测特征点线，通过3种形式形成所需的特征线：导入外部特征点线；向量测图导出的特征线；直接采集特征点线。

在进行影像相关匹配前，必须进行预处理。

凡地形变换处，均应采集特征点,线；同图幅的DEM与等高线需要保持一致。

其高程偏差不大于1个等高距；DEM图幅拼接处的同名点高程必须一致,静止水域的DEM格网点高程一致，流动水域的上下游DEM格网点高程应梯度下降，关系合理。

6.4 构TIN
用JX-4C构TIN
TIN的创建需要将导入的特征点线打开，选择“TIN”，点击“提取特征点”，输入“R—pipe”及“L-pipe”的抽点参数线矢量；再点击“创建TIN”即可。

6.5.生成单模型DEM
关闭无需构TIN的非地表元素基础数据。

选择“TIN”，点击“提取特征点线矢量”，输入“R—pipe”及“L-pipe”的抽点参数，直接点击构TIN即可。

创建1个大范围DEM并备份，点击“命令窗”下的“操作区域”导人工作边界，裁切DEM。

经裁切得出所需图幅DEM并保存。

之后在进行后续元数据的制作。

6.6.检查及验收
(1)上机单像对检查DEM格网点，创建映射检测DEM格网点立体切准地面情况。

(2)利用4D checker软件根据设置的参数检查DEM数据，检查等高线有无突
变情况。

(3)将DEM数据与DLG导出的等高线进行套合比较，确认DEM数据与等高线地貌是否套合。

7.数字高程模型的应用
(1) 为城市规划决策和基地判断提供依锯。

(2) 防洪抗灾。

(3) 计算工程土方量。

(4) 城市交通线路规划分析。

(5) 影像图片制作。

8.结论
本文对基础测绘全数字摄影测量DEM生产过程中的质量控制做了一些经验性的总结，实践证明，生产出来的DEM的精度是可靠的。

参考文献：
[1]张超，杨秉庚．计量地理学基础(第二版)[M]．北京；高等教育出版社，1991；5.
[2]黄杏元，马劲松，汤勤．地理信息系统概论(修订版)[M]．北京；高等教育出版社，20012
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。