一、4D產(chǎn)品

　　隨著測繪技術(shù)和計算機技術(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)點的平面坐標(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行數(shù)據(jù)采集(包括采樣和量測)，然后進行數(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體地面模型，是數(shù)字地形模型(DTM)的一個分支，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(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)濟和國防建設(shè)以及人文和自然科學領(lǐng)域有著廣泛的應用。

常熟項目數(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軌、測針、測針架和相對高程測量板等構(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)讀點法、數(shù)字化儀手扶跟蹤及掃描儀半自動采集然后通過內(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，對各分塊使用不同的函數(shù);3)逐點內(nèi)插是以待插點為中心，定義一個局部函數(shù)去擬合周圍的數(shù)據(jù)點，數(shù)據(jù)點的范圍隨待插位置的變化而變化，因此又稱移動擬合法。

　　2.計算方法

　　計算方法包括有規(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)點有：(X，Y)位置信息可隱含，無需全部作為原始數(shù)據(jù)存儲，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。缺點有：數(shù)據(jù)采集較麻煩，因為網(wǎng)格點不是特征點，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：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間更精確地表示更加復雜的表面，特別當?shù)匦伟写罅刻卣魅鐢嗔丫€、構(gòu)造線時，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。對于局部的土方工程計算而言，用攝影測量方式獲取數(shù)據(jù)(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的三維坐標。

　　4.重要指標

　　DEM分辨率是DEM刻畫地形精確程度的一個重要指標，同時也是決定其使用范圍的一個主要的影響因素。DEM的分辨率是指DEM最小的單元格的長度。因為DEM是離散的數(shù)據(jù)，所以(X，Y)坐標其實都是一個一個的小方格，每個小方格上標識出其高程。這個小方格的長度就是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，同時數(shù)據(jù)量也呈幾何級數(shù)增長。所以DEM的制作和選取的時候要依據(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。相對于傳統(tǒng)測量獲得的地形圖，DEM 在表達地面的起伏形態(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)的的應用

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

　　(1)為軍事目的而進行的三維顯示;

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

　　(3)在線路勘測設(shè)計中建立的 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;

　　(5)工程項目中的挖填方計算，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、洪水險情預報、景觀設(shè)計與城市規(guī)劃和土地利用現(xiàn)狀等方面也有重要作用。