基于地理國情數據數字高程模型的制作方法與工藝流程

麻　靜（新疆維吾爾自治區第一測繪院，新疆　　昌吉　831100）

基于地理國情數據數字高程模型的制作方法與工藝流程

麻靜
（新疆維吾爾自治區第一測繪院，新疆昌吉831100）

摘要：精細化DEM是國情普查中地形地貌統計分析的基礎。

關鍵詞：數字高程模型；地理國情；作業流程

數字高程模型是地理國情普查中基礎數據成果的重要組成部分，由數字高程模型派生形成的坡度、坡向等數據是地形地貌統計分析的基礎。

我國國家基礎地理信息數據庫中，1：10000數字高程模型數據成果格網尺寸為5m。為了更精細地反映地形特征，以滿足地理國情分析統計和其他相關應用的需要，地理國情普查中充分發揮現有1：10000數字高程模型相關數據源的作用，進一步細化生成多尺度數字高程模型數據，基于1：10000數據源，數字高程模型的格網尺寸統一細化為2m。

1　數學基礎

（1）大地基準：2000國家大地坐標系。

高程基準：1985國家高程基準，高程單位為“米”。

投影與分帶：采用高斯-克呂格投影，3°分帶，坐標單位為“米”。

（2）空間單元及編號

按照GB/T13989-2012《國家基本比例尺地形圖分幅和編號》執行。

（3）格網間距

格網間距為2m，格網間距在X、Y軸方向的分辨率應一致。

DEM數據不加帶號。

（4）起止格網點確定

起止格網中心點的坐標應根據四個圖廓點坐標進行計算，公式為：

X起=XMAX=[INT[MAX（X1，X2，X3，X4）/△d]+1]×△d–△d/2

Y起=YMIN=INT[MIN（Y1，Y2，Y3，Y4）/△d]×△d+△d/2

X止=XMIN=INT[MIN（X1，X2，X3，X4）/△d]×△d+△d/2

Y止=YMAX=[INT[MAX（Y1，Y2，Y3，Y4）/△d]+1]×△d–△d/2

式中：

X1，Y1，…，X4，Y4為四個圖廓坐標（+X指北，+Y指東），單位為米；XMAX，YMIN為DEM起始格網中心點坐標，單位為米；

XMIN，YMAX為DEM終止格網中心點坐標，單位為米；

△d為格網間距。

（5）有效高程數據范圍

①以2000國家大地坐標系理論內圖廓線的外接矩形為界的范圍內所有DEM高程皆有效。

②DEM的范圍根據起止格網點計算公式所計算的結果再向四周增加三行三列高程格網點，便于DEM拼接以及帶間接邊處理。

③DEM數據接邊區域所有同名格網點高程值應保持一致。

（6）高程精度

本測區地貌復雜，包含平地、丘陵地、山地、高山地，精細化DEM高程精度的指標和要求按表1規定的限差執行。森林覆蓋等隱蔽地區、沙漠地區的高程中誤差可按表中規定的高程中誤差的1.5倍計。采樣點數據最大誤差為高程中誤差的兩倍。高程值取位保留1位小數。具體見表1。

2　基于已有DEM的作業流程

對已有1：10000DEM數據進行整合處理，統一坐標系統和投影方式，處理高程異常值，按2m格網進行重采樣，并進行拼接與裁剪，采用高精度檢測點檢查，生成符合要求的成果數據。生產作業流程如圖2所示。

3　存在的主要問題及解決辦法

（1）原始DEM中高程點錯誤問題及處理

在對原始資料分析過程中，發現原始DEM數據中存在局部高程與相鄰像素相差較大且與原始DLG數據矛盾的情況。

針對此類情況的處理辦法：使用開發室修改高程工具，對重采樣后的DEM進行內插等高線方法調整處理。

（2）數據跨帶處理

首先將柵格數據定義到它本身的坐標系，如要將26帶的數據投影到25帶，先將數據定義到26帶，其次，將定義后的數據投影到目標帶上。

（3）等高線穿過水面問題處理

選取1：10000DLG數據源中面積大于400m2的靜止水域，如湖泊、水庫、池塘等。當水域內等高線根數在2根（含2根）以內的，根據相鄰等高線或高程點估讀其水涯線高程做水平處理；當水域內等高線根數在3根（含3根）以上的，沒有做水平處理。

表1　DEM精細化生產高程精度分類表

（4）DEM檢測點數目不夠的處理

當DEM圖幅檢測點不滿足28個點時（一幅圖），我院的處理方法是不足數目檢測點圖幅要從高程點中提取檢測點。

檢測點高程與DEM高程相差較大時，應首先分析檢測點情況，若檢測點在房頂、圍墻頂、土包、小草丘等位置時，應按照刺點片所描述將其高程移至地面；若檢測點為未參與定向的加密點，在保證圖內至少4個檢測點的前提下，可將其刪除，不做為檢測點；其余情況，可以該檢測點為中心，對一定范圍內的DEM格網點進行過渡調整。有高程錯誤的點，根據周圍DEM高程內插解決。

（5）高程精度檢查問題

因本測區地形復雜，高精度的控制點和加密點稀少且不均勻，無法滿足一幅圖4個高精度檢測點。故均勻提取DLG數據高程點參與高程精度檢查。

（6）在檢測點整理軟件使用時，拆分數據出現錯誤日至，但還是可以拆分的處理方法：

檢測點拆分可以不用整理軟件拆分，后期檢測時4DCHECKER可以解決這類問題；在本項目的作業中，利用先進的生產設備，最前沿的作業技術進行生產。通過自身作業的經驗，利用作業人員的長處，在ArcGIS軟件中，并嵌入自編的程序，開創了一個全新的作業流程，大大提高了作業速度和作業質量。

3　引用文件

（1）GB/T17798-1999《地球空間數據交換格式》

（2）GB/T13989-2012《國家基本比例尺地形圖分幅和編號》

（3）CH/T1015.2-2007《基礎地理信息數字產品1∶100001∶50000生產技術規程第2部分:數字高程模型（DEM）》。

參考文獻

[1]胡勇修，陳翠嬋.基于大比例尺數字高程模型DEM制作方法的經驗和體會

[J].測繪與空間地理信息，2013，36（07）：187-189.

中圖分類號：P208

文獻標識碼：A

作者簡介：麻靜，1991年畢業于國家測繪局鄭州測繪學校，于1998年在新疆大學計算系進行專科的函授學習，于2007年參加天津大學計算機系的本科函授學習。現任計算機制圖工程師，主要從事地理信息數據的加工處理工作。