地理國(guó)情普查DEM精細(xì)化生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用

郭江萍

摘要：地理國(guó)情普查工作中，應(yīng)用DEM精細(xì)化生產(chǎn)技術(shù)，不僅能夠提高地理國(guó)情的監(jiān)測(cè)效率，還能夠確保國(guó)情普查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與效率，對(duì)此加強(qiáng)對(duì)DEM精細(xì)化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用研究，有著現(xiàn)實(shí)的意義。為了能夠確保DEM精細(xì)化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用效果，則需要基于DLG數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程與步驟進(jìn)行運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：DEM精細(xì)化生產(chǎn)技術(shù)；地理國(guó)情普查；數(shù)據(jù)信息；應(yīng)用

地理國(guó)情普查工作中，DEM是主要構(gòu)成部分。由DEM派生而成的坡向與坡度等數(shù)據(jù)，可以用來(lái)統(tǒng)計(jì)與分析我國(guó)各區(qū)域的地形地貌。原有的數(shù)據(jù)成果格網(wǎng)的尺寸，已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)代地理國(guó)情普查的需要，因此常使用1：10000DLG數(shù)據(jù)以及相關(guān)數(shù)據(jù)源，對(duì)數(shù)據(jù)成果生生成格網(wǎng)進(jìn)行細(xì)化，使其尺寸由原有的5m細(xì)化為2m，生成DEM數(shù)據(jù)。

1 DEM概述

DEM即數(shù)字高程模型，該模型主要是以數(shù)字的形式，根據(jù)結(jié)構(gòu)組織，將數(shù)據(jù)信息整合起來(lái)，用來(lái)表示實(shí)際地理區(qū)域的的地形特征的空間分布。用數(shù)字來(lái)描述地理區(qū)域的地形形狀與起伏情況。該模型將實(shí)際地形數(shù)據(jù)，以離散數(shù)字形式，展現(xiàn)在計(jì)算機(jī)設(shè)備中，將地形地貌等信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)量化處理，使其更加的清晰與直觀。基于地理國(guó)情普查需求，DEM精細(xì)化利用實(shí)際地理數(shù)據(jù)信息，比如等高線、高程點(diǎn)等，來(lái)構(gòu)建DEM精細(xì)化成果，進(jìn)而反映地理國(guó)情。

2 DEM精細(xì)化生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)

數(shù)學(xué)基礎(chǔ)指標(biāo)包括：1）平面坐標(biāo)系統(tǒng)，即2000國(guó)家大地表系。2）高程基準(zhǔn)指標(biāo)是1985國(guó)家高程基準(zhǔn)；3）投影指標(biāo)是高斯-克呂格投影，按3度分帶；4）比例尺為1：10000，空間單元格網(wǎng)是2m，等高距是5m或者10m。

精度指標(biāo)（以平地為例）：平地基本等高距是1m；地面坡度<2°；高差<20m；格網(wǎng)點(diǎn)高程中誤差是0.7m；DEM內(nèi)插點(diǎn)高程中誤差是0.7×1.2m。隱蔽地區(qū)高程中誤差，則可以以在對(duì)應(yīng)地形高程中誤差的1.5倍數(shù)計(jì)算。隱蔽地區(qū)DEM內(nèi)插點(diǎn)高程中誤差，則可以按照規(guī)定的1.2倍數(shù)計(jì)算。高程中誤差的最大誤差限為采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)值的2倍，高程數(shù)值保留1位小數(shù)[1]。

3 DEM精細(xì)化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用流程

3.1 DEM制作過(guò)程

3.1.1 DEM制作方法

基于數(shù)據(jù)源可以將DEM制作方法劃分為：航空攝影測(cè)量影像法；DIG數(shù)據(jù)生成法；DEM數(shù)據(jù)生成法等。航空攝影測(cè)量影像法的制作效率高，但是數(shù)據(jù)質(zhì)量較差。若利用地形圖內(nèi)插DEM方法，則對(duì)地形圖的時(shí)效性有著較高的要求。DEM生產(chǎn)軟件主要包括：ArcGIS、MapMatrix等。

3.1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

在數(shù)據(jù)源中提取要素信息，比如高程點(diǎn)與水系等，檢查數(shù)據(jù)的質(zhì)量，尤其是高程點(diǎn)與等高線的高程值，檢查其是否正確。提取1：10000DLG高程點(diǎn)，以及等高線數(shù)據(jù)，作為地形圖內(nèi)插DEM方法應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。提取1：10000DLG水系層數(shù)據(jù)，水系層的面積要>400m2，而且是靜止水域，即湖泊、池塘等，利用CAD制作成圖。

3.1.3 采集地形特征-以流動(dòng)水域特征采集為例

在進(jìn)行水域特征采集時(shí)，對(duì)于點(diǎn)與線特征采集，則需要確保特征線之間不存在交叉情況，同時(shí)特征點(diǎn)與線、地貌層數(shù)據(jù)之間不能存在相互矛盾問(wèn)題。在采集流動(dòng)水域特征時(shí)，基于由上到下的選擇，采集特征線，即高程梯度下降情況，因?yàn)楹恿餮刂戎稻€的走向存在高差，因此橫向存在等值線穿越的情況。

3.1.4 DEM內(nèi)插

因?yàn)榈乩韰^(qū)域不同，則地貌也存在差異，因此DEM精細(xì)化生產(chǎn)所選擇的內(nèi)插方法不同。若地理區(qū)域內(nèi)的山地地形完整度較高，而且等高線信息較為豐富，則可以采用TIN內(nèi)插算法，若等高線信息較少，而地形較為平坦或者較為破碎，則可以靈活運(yùn)用內(nèi)插算法，比如以地形特征為依據(jù)的柵格插值法，或者以距離變換為依據(jù)的柵格插值法。在使用TIN內(nèi)插算法時(shí)，則需要使用地理區(qū)域周邊圖幅數(shù)據(jù)，作為內(nèi)插數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)接邊后的DEM數(shù)據(jù)，其同名格網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)的高程值則要相同[2]。

3.2 精細(xì)化DEM數(shù)據(jù)核查

地理國(guó)情普查中，應(yīng)用DEM精細(xì)化生產(chǎn)技術(shù)，完成數(shù)據(jù)生產(chǎn)后，則需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。主要核查以下內(nèi)容：1）檢查空間參考系。對(duì)于DEM精細(xì)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)的空間參考系檢查，主要檢查的是平面坐標(biāo)系統(tǒng)是否規(guī)范，同時(shí)檢查高程基準(zhǔn)的規(guī)范性，除此之外還需要檢查各類地圖投影參數(shù)的準(zhǔn)確性。2）檢查位置數(shù)據(jù)精度。主要檢查高程中誤差以及接邊誤差，同時(shí)還需要檢查套合差。3）檢查數(shù)據(jù)邏輯的一致性。主要是檢查數(shù)據(jù)文件的組織與存儲(chǔ)的規(guī)范性，是否做好歸檔工作。檢查DEM精細(xì)化數(shù)據(jù)生產(chǎn)中，所用到的各項(xiàng)資料的實(shí)時(shí)性，檢查其是否符合規(guī)范化要求。4）附件檢查。主要是檢查原數(shù)據(jù)文件組織以及命名等，檢查其是否規(guī)范正確，填寫是否完整，不存在錯(cuò)漏問(wèn)題，同時(shí)檢查基礎(chǔ)資料的準(zhǔn)確性與權(quán)威性，除此之外還需要檢查技術(shù)設(shè)計(jì)與技術(shù)總結(jié)等資料，檢查其齊全性與規(guī)整性。5）檢查內(nèi)插生成的DEM質(zhì)量，可以采取套合差的檢測(cè)發(fā)方法，將DEM數(shù)據(jù)法所生產(chǎn)出來(lái)的等高線圖，以及原始的DLG進(jìn)行套合，將套合差作為檢查指標(biāo)，以此確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)成果，能夠符合技術(shù)指標(biāo)規(guī)定[3]。

結(jié)束語(yǔ)：地理國(guó)情普查作業(yè)中，利用DEM精細(xì)化在生產(chǎn)技術(shù)，則需要根據(jù)其技術(shù)指標(biāo)，遵循技術(shù)應(yīng)用流程，構(gòu)建DEM，進(jìn)行數(shù)據(jù)生產(chǎn)。并且檢查DEM生產(chǎn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在各個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)內(nèi)，均需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)管理，確保數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。DEM精細(xì)化在生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，極大程度上提高了地理國(guó)情普查作業(yè)的效率，但是還存在著需要改進(jìn)的問(wèn)題，還需要加強(qiáng)技術(shù)研究。

參考文獻(xiàn)

[1]楊玉冰，秦曉莉.地理國(guó)情普查DEM精細(xì)化生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用淺析[J].國(guó)土資源導(dǎo)刊，2015（04）：85-89.

[2]凌曉春，劉石棟，鐘全寶.地理國(guó)情普查的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)策略[J].地理空間信息，2016（03）：36-39+7-8.

[3]容茜，沈佳潔.基于DLG的地理國(guó)情普查DEM精細(xì)化生產(chǎn)方法探索[J].地理空間信息，2016（11）：39-40+51.