數(shù)字地面模型在地圖制圖中的應(yīng)用

王興華

（國家測繪地理信息局第一地理信息制圖院， 陜西 西安 710054）

在我國地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，有一個對空間信息資料進行分析、對地形分析數(shù)據(jù)進行剖析等的組成環(huán)節(jié)，也即是數(shù)字地面模型。在我國社會主義市場經(jīng)濟不斷發(fā)展的同時，數(shù)字地面模型也得到了更為廣泛的應(yīng)用，并且在很多領(lǐng)域都收到了很好的應(yīng)用效果，促進了該領(lǐng)域的極大的發(fā)展。本文就是處于對此的考慮，認真仔細地分析了數(shù)字地面模型的概念與內(nèi)涵，并且進一步結(jié)合TIN（不規(guī)則三角網(wǎng)）建立數(shù)字地面模型的原理，對數(shù)字地面模型在地圖制圖中的具體應(yīng)用進行了深入的探索，并且分析了應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題及對策，以促進中國測繪事業(yè)的進一步發(fā)展。

1對DTM與DEM的內(nèi)涵概述

數(shù)字地面模型，也可以簡稱為DTM。而所謂的DTM其實就是通過設(shè)定任意一個坐標(biāo)，并將x，y，z的坐標(biāo)點固定下來，從而實現(xiàn)對一段連續(xù)地面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表示。[1]由此可以看出，DTM只是對地形表面進行的簡單的數(shù)據(jù)表示。而所謂的DEM，其實是數(shù)字高程模型的簡稱。它是DTM的一個分支，是對地面高程進行一組有序數(shù)值陣列形式的表示的一種實體地面模型。通常，我們都把DTM看成是對線性及非線性組合的空間分布進行的描述，其中包括對高程、坡度等地貌因子進行的描述；而DEM則是零階單純的單向數(shù)字地貌模型，坡度、坡向及坡度變化率等地貌特征就是在它的基礎(chǔ)之上派生出來的。

雖然作為研究對象的地理空間是三維的，但是研究者們通常都只在二維空間中對其進行研究。數(shù)字地面模型就是對一種或多種地理特征空間數(shù)據(jù)進行的記錄，是在二維空間中疊加上一維或多維地面數(shù)據(jù)的向量空間。因此，實質(zhì)上，數(shù)字地面模型就是地面二維地理空間定位與相關(guān)數(shù)字描述分析的結(jié)合。

2 DTM在地圖制圖中的實際應(yīng)用

2.1 運用DEM繪制地面暈渲圖

通過模擬地形影子和落影的方式來表示實際地形，也就是人們通常所說的暈渲圖。在測繪中，這是一種十分重要的制圖方式，在各種地形圖、地理圖及專題地圖中都得到了非常廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的人工繪制的暈染圖，是一個非常龐大的工程，費時費力，并且還容易受到人們主觀因素的影響。相比較而言，運用DEM來繪制地面暈渲圖，可以在很大程度上提高繪制出來的暈渲圖的客觀真實性，這是因為制圖信息來源于客觀的DEM數(shù)據(jù)，并且變量也是地面光照客觀反映的數(shù)字函數(shù)，其計算過程也是十分客觀的。因而，其能夠更加廣泛地應(yīng)用于實際的地圖制圖中。

2.2 運用DEM繪制等高線圖

通過DEM，在繪制地圖的過程中，可以獲得格網(wǎng)點高程數(shù)據(jù)信息或通過柵格追蹤方法的相關(guān)原理將分散的高程數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛媸噶康戎稻€。在繪制等高線圖的過程中引入DEM的方法，可以使所有能夠利用的格網(wǎng)數(shù)據(jù)方法都得到充分的利用，從而高效完成對等高線圖的繪制。

2.3 透視立體圖的繪制

透視立體圖是能夠表現(xiàn)出三維立體模型的圖形，它可以將主體在空間中的分布形態(tài)與結(jié)構(gòu)以及與其他事物的關(guān)系都直接表現(xiàn)出來。通過仔細分析三維立體圖，可以發(fā)現(xiàn)地力模型中的高低起伏，并且能夠?qū)⒉煌挛锛安煌瑢用娴膶嶋H情況都記錄下來，非常有利于對地形的內(nèi)部構(gòu)造及變化進行研究。經(jīng)過一旦時間的發(fā)展，我國學(xué)者也制作出了很多的立體圖，如鳥瞰圖、透視剖面圖等，并且取得了良好的研究效果，但是隨著社會的不斷發(fā)展，社會需求水平的進一步提高，人們就需要更高水平的透視立體圖。為此，就需要提高繪制透視立體圖的技術(shù)與手段，通過引入DTM等的繪制方法，不僅可以提高制圖的效率，同時還增強了數(shù)據(jù)的精確度與展現(xiàn)效果。

3用TIN建立DTM應(yīng)注意的問題及措施

3.1 DTM應(yīng)考慮平坦地區(qū)微地貌的變化

由于平坦地區(qū)微地貌的些微變化都能導(dǎo)致數(shù)字地面模型產(chǎn)生一定的變化，因此，在建立DTM時，要內(nèi)插一些高程，同時，在處理水涯線時，要將其看做是特征線。另外，還要賦予河流上下游一定的高程值。只有這樣，才能夠建立起一個比較規(guī)范的DTM。

3.2 DTM應(yīng)能保持地形地貌特征

在建立數(shù)字地面模型時，需要對地形地貌的特征進行仔細的考慮與研究，并使其得到最大限度的保持。為此，在進行采點時，對待不同的地形地貌應(yīng)采用不同的方式，如對于等高線上的高程點要進行密集采集，對于等高線上的特征點只需要進行稀疏采集，對于坡度變化大的點則需要沿斷面采集，而對于高程點就需要沿格網(wǎng)進行采集等。[2]

結(jié)語:目前，DTM在科學(xué)研究與生產(chǎn)建設(shè)中有著十分廣泛的應(yīng)用，隨著時代的不斷進步，社會的不斷發(fā)展，相信其在社會生活中的應(yīng)用范圍將會得到進一步擴大，得到更加深入的應(yīng)用。而通過TIN建立起來的DTM，由于具有著非常多的優(yōu)勢，因此，在今后的DTM建設(shè)中要進行進一步的發(fā)揚。但是，也應(yīng)注意TIN在建立DTM中的一些問題，積極尋找有效的解決措施，從而建立起一個更加規(guī)范、更加優(yōu)秀的DTM，從而促進地圖制圖質(zhì)量的提高。

[1]林君強.數(shù)字地面模型在地圖制圖中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2012，（18）：155.

[2]武淼.數(shù)字地面模型在地圖制圖中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2013，（11）：374.