DEM制作檢查及精度問題的解決方法

耿愛君，陳阿絨

（國家測繪地理信息局第一航測遙感院,陜西西安710054）

DEM制作檢查及精度問題的解決方法

耿愛君，陳阿絨

（國家測繪地理信息局第一航測遙感院,陜西西安710054）

介紹了通過數字化儀手扶跟蹤及掃描儀半自動采集現有地形圖等高線的步驟，再通過內插方法生成 DEM，并對如何提高DEM精度提出了解決方案。

Arc/info DEM制作；精度；檢查方法

1 DEM簡介

DEM是對地貌形態的虛擬表示，描述的是地面的高程信息，可派生出等高線、坡度圖等信息，也可與DOM或其他專題數據疊加，用于與地形相關的生產和實踐的分析及應用，同時它本身還是制作DOM的基礎數據。隨著科技的進步和發展，它在測繪、水文、氣象、地貌、地質、土壤、工程建設、通信、氣象、軍事等國民經濟和國防建設以及人文和自然科學領域的應用也越來越廣泛。在工程建設上，可用于進行土方量計算、通視分析等；在防洪減災方面，是進行如匯水區分析、水系網絡分析、降雨分析、蓄洪計算、淹沒分析等水文分析的基礎;在無線通訊上，可用于蜂窩電話的基站分析等。

DEM的數據源及采集方式有：①直接從地面測量，如用 GPS、全站儀、野外測量等；②根據航空或航天影像，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、數字攝影測量等。DEM內插方法很多，主要有分塊內插、部分內插和單點移面內插3種。目前常用的算法是通過等高線和高程點建立不規則的三角網 (TIN)；然后在 TIN基礎上通過線性和雙線性內插建DEM。本文提出了利用現有地形圖生成DEM的生產工藝和質量保證措施。

2 數據準備

2.1 數據提取

1）利用1∶10000比例尺地形圖，采樣間隔5m，外擴10m。提取具有高程信息（elev）的等高線線狀要素（terl）、具有高程信息的靜止水面狀要素（hyda）以及各類測量控制點和地貌高程點的點狀要素(terp.cptp)。同時利用等高線添加特征點，對沒有高程點的山頭、洼地、鞍部通過估讀高程添加特征點。確定推測區，將圖上距離大于25 cm的沼澤、亂掘地、陡石山、滑坡、崩崖等高程信息薄弱地區勾繪范圍線，作為推測區，其內部等高線高程點參與構TIN。推測的DEM精度不參與精度檢測。

2）提取內圖廓線（CPTl）用于DEM的裁切范圍的計算，同時選取保密點（check）,每幅圖20～30個，不夠時人工干預添加，用于檢查DEM精度。

2.2 數據檢查和補充

為了確保DEM的生產精度，將周圍8幅圖拼接。利用（cptl）外擴 100 m 建立了面，拓撲了新圖層（cptlnew），利用裁切命令clip< out-cover>0.000000001，生成外擴過的圖層（terlnew hydanew erpnew），將各層面要素轉化為*.DBF格式。在VC&D平臺下建立工程，構TIN內插DEM并反生等高線進行數據異常高程檢查改正，同時自動生成或人工干預添加特征點。

將添加的特征點轉換為 Arc/Info格式的 Coverage格式，利用Arc/Info構TIN檢查錯誤特征點并改正。再利用裁切程序生成 cptl有效范圍內的特征點（feapt），并改正原始數據 (DLG)。

2.3 構TIN并內插DEM

用Arc/Info軟件，拼接周圍8幅圖以等高線(terl)、水系面 (hyda)、高程點 (terp)和特征 (feapt)點為基本數據構建TIN進而內插生成DEM。DEM制作流程見圖1。

2.4 DEM裁切方式

DEM裁切有2種方式：矩形裁切法和任意不規則范圍裁切法。

1）矩形裁切范圍計算公式如下：

圖1 DEM生產流程圖

裁切矩形框

%.X M IN%，%.Y M IN% %.x max%，%.y max%

（5 m為DEM采樣間隔,10 m為外擴范圍參數）

2）不規則裁切范圍。

建立裁切范圍線的圍攻構范圍線的Cocerage并建立其面（polygon）拓撲（AA）

ASCII GRID float

利用gridpoint dem dempoint float elev將GRID的DEM轉化為point點的coverage然后利用

clip dempoint AA dem 0.000000001

pointgrid dempoint DEM

不規則范圍DEM裁切流程見圖2。

圖2 不規則范圍DEM裁切流程圖

2.5 數據轉換

將數據轉換為國標格式的 DEM并制作附件（文檔、圖歷簿等）。

3 DEM的檢查

DEM檢查有高程精度和接邊處同名點高程一致性檢查。一般DEM精度接邊處為3倍的高程中誤差，圖內為不超過一個等高距。檢查方式為生成grid格式的以等高距為參數的彩色暈渲圖，當發現暈渲異常或不合理平三角時，應檢查改正矢量數并重新構TIN生成DEM進行檢查，直到合格。

4 DEM接邊處理

DEM 構 TIN采用鄰接的9幅圖不規則三角形構TIN同名點高程存在高程誤差，而DEM應用時需要無縫拼接（平面無縫和高程無縫），所以要求DEM的接邊處同名點高程誤差為零誤差。在保證DEM高程正確的前提下，利用Coverage讀取鄰接圖幅同名點的高程值分別存儲為elev1 elev2；取平均值（Elev=（elev1+ elev2）/2）賦值給相應的同名點，然后進行數據轉化（四周分別進行處理）。以圖3為例，示意說明處理過程。

5 結 語

利用地形圖制作DEM可以通過計算機軟件對部分生產工序運用批量自動化處理的方法進行生產，不但簡便快捷，而且可以有效地減少DEM生產過程中的偶然誤差。但是DEM的精度取決于地形圖上地貌要素的高程精度。要提高DEM的絕對精度應該結合數字攝影測量，添加特征線、特征點（鞍部、上頭、洼地、溝底）以提高DEM的精度。

圖3 同名點高程誤差處理示意圖

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Method of Check DEM Creation and Its Accuracy

by GENG Aijun

The method of DEM creation by firstly collecting data from existing topographic maps with hand tracing digitizer and scanner，and then by data interpolation was described,andthe solutionfor how toimprove DEM accuracy was introduced in this paper.

Digital Elevation Model creation with Arc/Info，accuracy，checking procedure

2012-02-28

P208

B

1672-4623(2012)06-0076-03

耿愛君，高級工程師，主要從事地圖數據生產與編輯工作。