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DEM数据获取⽅法⼀、DEM数据获取⽅法：定义：地形图指的是地表起伏形态和地物位置、形状在⽔平⾯上的地物和地貌按⽔平投影的⽅法，并按照⼀定的⽐例缩绘到图纸上，这种图称为地形图。
特点：（1）具有统⼀的⼤地坐标系统的⾼程系统（2）具有完整的⽐例尺系列和分幅编号系统：国家基本地形图含1:5千、1:1万、1：2：2.5/1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万8种⽐例地形图。
缺点：（1）地形图现势性较差：纸质地形图制作⼯艺复杂，更新周期⽐较长，⼀般不及时反映局部地形地貌的变化情况（2）地形图存储介质单⼀，容易变形：传统地形图多为纸质存储介质，存放环境（温湿度）导致地形图图幅产⽣不同程度的变形，这种变形表现在不同⽅向上的长度变形和图幅⾯积上的变形（3）地图精度有限：地图精度决定这地形图对实际地形表达的可信度，与地形图⽐例尺、等⾼线密度（由等⾼距表⽰），成图⽅法有关。
不同⽐例尺的地形图，其所表⽰的⼏何精度和内容详细程度有很⼤的差别。
在应⽤DEM的时候要考虑DEM分辨率、存储格式、数据精度和可信度等因素。
⼆、DEM数据采样策略与采样⽅法：采样：确定在何处需要测量点的过程，这个过程有三个参数。
决定：点的分布、点的密度和点的精度。
1.采样数据的分布：由数据位置和结构（分布）来确定，指数据点的分布形态位置有地理坐标系统中经纬度或者⽹格坐标系统中坐标决定。
结构的形式很多，因地形特征、设备、应⽤的不同⽽不同。
2.数据的密度：是指采样数据密集程度，与研究区域的地貌类型和地形复杂程度有关。
⽤于刻画地形形态所必须的最少的数据点。
表⽰⽅式：相邻的两点之间的距离、单元⾯积内的点数、截⽌频率（采样数据所能表⽰的最⾼频率）、单位线段上的点数等。
采样距离：相邻两点之间的距离，也称采样间隔。
·通常数字加单位来表⽰，如采样距离为20⽶，表⽰规格⽹分布的采样数据·另⼀种表⽰法是单位⾯积内的点数，如每平⽅⽶500点，描述随机分布的采样数据·描述数据分布是沿等⾼线或特征等线状分布采样点，常⽤单位线段上的点数，如每⽶2点3.数据的精度：是指数据点本⾝所具有的精确度，是数据获取过程中各种不同类型误差的综合反映采样数据精度与数据源、数据的采集⽅法和数据采集的⼀起密切相关。
三维电子地图的技术研究1总体技术路线三维电子地图服务平台的总体框架由“支撑层”、“数据层”、“服务层”、“应用层”组成，其逻辑关系如图1所示。
支撑层是三维电子地图服务平台运行的支撑与保障，包括网络设备、标准规范、治理办法、支撑软件等。
数据层是三维电子地图服务平台服务的基础，包括用于地理信息服务的系列空间资源，主要包括三维模型数据、三三维电子地图服务平台总体框架维实体矢量数据、道路数据等部分。
服务层是三维电子地图服务平台建设的核心内容，主要包括网络地图服务、网络要素服务、路径分析服务、空间分析服务以及通用WebService等。
应用层是三维电子地图服务平台对外提供的应用服务，即基于系统对外提供的基本功能，主要包括三维可视化、地图书签、地图搜索、自驾分析、地图纠错、地图标记和广告服务等几部分。
2三维电子地图数据库建设2．1系统数据构成该系统数据库的建设主要是城市三维电子地图专题数据，依据统一的技术标准和规范，对现有的公共地理空间框架数据实行统一的加工处理形成。
从应用和保密为出发点，主要包括三维城市模型、兴趣点矢量数据、道路矢量数据等专题数据。
2．2三维电子地图专题数据生成流程2．2．1三维模型基础数据来源。
数据是三维地理场景构建的基础，无论是场景的表达，还是场景的信息查询与分析均是以数据为支撑的。
在通常情况下如果不考虑地物的内部结构、组成，快速建立其三维模型的关键是猎取地物的三类基础数据，即地物的二维平面数据、第三维特征数据和纹理数据，其中二维平面数据和第三维特征数据共同构成三维空间模型，纹理数据则间接反映了地物的要素类型及其性质。
三维电子地图服务平台的三维模型数据猎取方式。
二维平面数据主要以1∶1000地形图为基础，在现场实行实地更新修编完成;第三维特征数据采集以现场属性调查方式为主;纹理数据采集主要是使用现场数码拍照和航测影三维模型数据猎取方式像提取相结合的方式。
2．2．2三维场景的快速构建流程。
数字化地形图测绘技术应用探讨摘要：随着我国信息化科学技术的不断发展，数字化地形图测绘技术也逐渐成熟，作为一项先进技术已经在地质勘探、城市规划和管理以及农业生产等领域得到广泛应用，并为其提供可靠、高效、精确的信息支持，推进城市现代化建设进程。
然而，该技术的应用还存在一定的问题和挑战。
本文旨在探讨数字化地形图测绘技术的原理和方法，分析该技术在地质勘探、城市规划和管理以及农业生产等领域中的应用，以期为从事该领域的专业人士提供一定的参考与实践经验。
关键词：数字化；地形图；测绘技术引言：数字化地形图是指以数字形式记录的地形图，其重要性在于可以方便快捷地提取和分析地形信息，为地理信息系统提供基础数据。
数字化地形图的测绘技术有多种，如GPS测量、摄影测量、激光测量等[[1]]。
本文旨在对数字化地形图测绘技术进行简要分析，并探讨其具体应用方式，以满足城市经济建设的具体需求，未来，需要进一步加强对数字化地形图测绘技术的研究和应用，尤其是在大数据、人工智能等领域的融合应用方面，积极探索数字化地形图测绘技术的新模式和新方法，推动该技术的不断创新和发展。
一、数字化地形图测绘技术的优点数字化地形图测绘技术是将传统的纸质地形图转化为电子地图，并在电子地图上进行具体的定位和绘图，从而获取高质量、高精度的地理信息数据，能够更好地满足现代城市现代化建设和发展的需要。
数字化地形图测绘技术具有以下优点：一是与传统纸质地形图相比，数字化地形图测绘技术具有较强的灵活性和可操作性，能够适应不同地形和地貌条件，也可以根据实际需要进行调整，满足不同的地理环境需求。
二是数字化地形图测绘技术能够将地形图数字化，实现测绘数据的自动处理和存储，降低了人员劳动成本，提高了工作效率。
三是数字化地形图测绘技术可以直接在电子地图上进行标注、编辑等操作，减少了纸质版地图对人力、物力、财力等资源的占用和消耗。
四是数字化地形图测绘技术具有较高的准确性和精度要求，能够为城市规划、设计及管理提供更加可靠的地理信息支持。
数字高程模型(DEM)数据采集方法及对比分析摘要本文简要论述数字高程模型（DEM）数据采集方法及对比分析。
关键词数字高程模型（DEM）；数据采集方法；对比分析随着测绘技术设备和计算机技术的结合与科技技术不断发展。
数字化地图逐渐取代了以往模式，其中数字高程模型数据作为地理性息的基础数据以广泛的应用于国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域。
本文简要论述数字高程模型（DEM）数据采集方法及对比分析。
1 数字高程模型（DEM）数字高程模型（Digal Elevation Model）是在高斯投影平面上规格的各网点的平面坐标（X，Y）及高程（H）数据集。
DEM的格网间隔应与其高程精度相适配。
并形成有规则的格网数据。
为完整反映地表形态，应配套相应的离散高程点。
2 数字高程模型（DEM）数据采集方法为建立数字高程模型（DEM），必需按精度要求采集足够的点位三维坐标。
下面就简述数据的采集方法。
2.1 纸介质地形图数据采集方法原有的纸图成已不能满足社会发展的需要，数字化地图产品的输出已成为必然。
纸质图数据化是一种DEM数据获取的最基本方法，可分为手扶跟踪数字化和扫描矢量化。
1）手扶跟踪数字化。
手扶跟踪数字化是目前最为广泛使用的将已有地图数字化的手段，利用手扶跟踪数字化仪可以输入点地物、线地物以及多边形边界的坐标，通常采用两种方式，即点方式和流方式，流方式又分距离流方式和时间流方式。
手扶跟踪数字化，可以直接获取矢量数据。
用数字化仪跟踪纸介质图形中的点、线等信息，通过数字化软件实现图形信息向数字化信息的转换。
使用跟踪数字化仪（手扶或自动）将地图图形要素（点、线、面）进行定位跟踪，并量测和记录运动轨迹的X，Y坐标值，获取矢量式地图数据。
2）扫描矢量化。
扫描矢量化的基本原理是对各种类型的数字工作底图如纸质地图、黑图或聚酯薄膜图，使用扫描仪及相关扫描图像处理软件，把底图转化为光栅图像，对光栅图像进行诸如点处理、区处理、桢处理、几何处理等，在此基础上对光栅图像进行矢量化处理和编辑，包括图像二值化、黑白反转、线细化、噪声消除、结点断开、断线连接等。
刍议三维数字地形图的测绘技术作者：张潇王燕何海燕来源：《城市建设理论研究》2013年第34期摘要:三维数字地形图以立体造型技术向用户展现地理空间现象，全面、准确地反映地理实体的空间特性，对客观世界的表达更完整、更准确、更直观，它不仅表达空间对象间的平面关系，而且能准确地描述和表达地面的高程和地物的高度，提高了数字地图的空间表现能力和量测水平，从而提高了人们对地图的空间认知能力和空间分析能力。
本文从测量、绘图和应用三方面阐述三维数字地形图,重点介绍了三维地形与地物的绘制方法,以及地形模型与地物模型的集成匹配技术、三维数字地形图的应用等。
对三维GIS的发展起着积极的推动作用。
关键词:三维数字地形图;三维规则网格;地形模型;地物模型中图分类号：TH761文献标识码： A引言二维的表达方法具有很大的局限性，二维数字地形图虽然简化了空间地理信息理解和表达的过程,但是却损失了空间地理信息的真实性和完整性。
三维数字地形图主要用大比例尺表达小区域的地理信息,对客观世界的表达更完整、更准确、更直观,表达地形时能反映真实地表微小的高低起伏;而表达地物时能很直观地显示物体的空间立体结构或形状。
如图1所示。
三维数字地形图中空间数据的采集精度和二维数字地形图的精度要求一样,但对测绘技术有更高的要求。
不仅要采集所有地形和地物的特征点以及地物的高度,而且采样点相对比较密集,采集更多的信息或数据。
并且绘制地形和地物的方法也与二维数字地形图有明显的差别。
省略了符号表示的复杂性和不直观性，可视化的效果更加直观、精细。
三维空间数据的获取方法三维数字地形图对地理信息精细、完整的表达是建立在大量细致的数据采集基础上的。
目前,获取大比例尺三维数字地形图空间数据的方法主要有以下四种:数字摄影测量技术。
用摄影测量的方法建立空间地形立体模型,量取密集的数字高程数据来建立三维数字模型。
这种方法较适用于较大区域的三维数字地图。
全站仪测量技术。
这种方法可以获取三维的空间数据(即包括Z坐标值),并且全站仪对于Z 坐标值的获取精度较高。
城市三维数据获取与地物建模方法陈盼芳;石晓芸;钱厚童;胡海燕;聂继位【摘要】城市三维数据获取与地物建模技术在虚拟现实等众多领域有着广泛的运用,是空间信息学与计算机视觉领域研究的重点与热点.根据模型绘制原理可将城市三维建模方法大致分为基于几何的建模和基于图像的绘制两大类.几何建模依图而建,操作灵活简单,但工作量大,效率低且逼真程度差;基于图像的建模效率高、较逼真,但容易造成数据冗余,从而影响模型调度与展示.针对上述问题,未来的城市三维建模技术将会向高精度、高效率、高逼真度、集成化以及自动化等方向发展.本文从三维数据获取和三维模型绘制两个方面出发,具体阐述城市三维建模原理、方法与技术,对比分析不同建模方法的特点.【期刊名称】《现代测绘》【年(卷),期】2018(041)005【总页数】4页(P55-58)【关键词】城市三维建模;三维空间模型;几何建模;图像绘制【作者】陈盼芳;石晓芸;钱厚童;胡海燕;聂继位【作者单位】贵州省第一测绘院,贵阳550025;南京林业大学土木工程学院,江苏南京210037;南京林业大学土木工程学院,江苏南京210037;南京林业大学土木工程学院,江苏南京210037;南京林业大学土木工程学院,江苏南京210037【正文语种】中文【中图分类】P208.20 引言随着城市信息化进程的推进，数字化及智慧型虚拟城市的建设不断深入，计算机图形学及三维视觉技术发展飞速，虚拟现实、三维场景可视化等关键技术在城市规划、国土资源管理、环境与生态影响评估、移动互联网服务等众多应用领域的重要性被广泛认知[1-2]。
如何有效地获取目标三维数据、快速地建立高精度三维模型已成为了目前制约模型量测、分析、设计与预测技术的关键因素。
近年来，城市三维建模研究有了显著的突破[3-4]。
谭仁春等提出了一种城市三维建模的新方法，解决了由庞大的纹理数据量所导致的三维可视化引擎的数据调度和实时展示问题[5]。
Shum等利用一个基于用户输入的约束系统从全景图中恢复出分片平面模型[6]。
三维数字地形图数据采集方法研究
【摘要】随着三维数字地形图的逐渐开发和完善，它的应用也越来越广泛。
本文首先介绍了三维数字地形图的发展概况，接着详细介绍了三维数字地形图的数据采集方法，在文章的最后作者对三维数字地形图数据采集方法做了总结。
【关键词】数字地形图；数据采集；三维空间
引言
传统的纸质线划地形图采用正形投影的方式来表达地貌和地物，可以比较全面和准确的反映地貌和地物在水平面的位置，但是在竖直方向，仅有等高线和高程注记两种方式用来表达地貌和地物的位置，高程注记不能全面和准确地反映破碎地貌和地物，这样就使得人们很难利用二维地形图进行空间方面的分析与量算。
数字地形图是机助制图的产物，它沿袭了传统的纸质线划地形图表达地貌和地形的方法，如今很多数字地形图依然是二维的，也就是说地形图中所有的点和线都是二维的，全部高程点和全部线上的特征点仅反映其平面位置而无法反映其高程。
随着数字地形图的应用越来越广泛，为了有利于进行空间方面的分析和测量，人们对它表达地貌和地物高程的方法以及精度都提出了更高要求，因此在借鉴数字地面模型和二维数字地形图优点的基础上，并且克服二维数字地形图在空间表达和应用方面的缺点，提出了绘制和使用三维数字地形图的想法。
1.三维数字地形图简介
三维数字地形图已不是一个新概念，最早的三维数字地形图是在二维数字地形图的等高线和高程点上带高程，即这类数字地形图中只有等高线和高程点是三维的；后来以此为基础，又在一些不突出地表的地物如公路、河流等的特征点上注上高程值，使它们也变成三维的，从而使数字地形图更加三维化。
但这些数字地形图都不是完整的三维地形图。
三维数字地形图也是线划地形图，它把地形和地物都看成三维空间对象，用三维离散点表示地物和地貌的空间位置和立体形状。
也就是说，所有表示地物和地貌的特征点
和特征线都是三维的，其中X和Y用来表示地物或地貌在水平面上投影的位置；Z用来表示它的高程。
三维数字地形图具有如下特征：①它既能反映制图区域内地球自然表面的高低起伏，又能反映其上地物立体形状。
②它是用三维离散点表示地形或地貌以及地物空间立体形态的矢量地图，在反映地物的平面位置或大小与竖直方向的高程或高度（所谓高度就是地面上空一点沿铅垂线到地面的距离）时，都是按1：1或同一比例尺表示的。
③它在反映空间地理信息时都是比较精确、细致和详细的，用比例尺（或空间分辨率）的概念表示就是大比例尺（或高分辨率）的，如1：500（或0.05米）、1：1000（或0.1米）和1：2000（或0.2米），且通常都是小区域的。
④它只能是数字或电子形式的，不能是纸质的。
三维立体图、视觉立体图、鸟瞰图、三维实景模拟地图，三维城市景观以及目前三维空间数据显示和可视化表达的主流技术——虚拟现实或临境技术等都是类似于三维数字地形图的概念。
但他们都是用栅格或影像表示地理信息的，强调三维视图，重视空间认知的功能。
目前，国内外的研究人员对数字城市、数字地球和三维可视化技术有非常广泛的研究，并且进行这方面研究的人员也越来越多，但是进行三维数字地形图研究的人员却不多。
随着数字地形图在工程中的应
用越来越深入，为了方便人们进行空间方面的分析和测量，对它表达地貌和地物的方法及精度提出了更高要求。
它独特的应用价值就是，在CAD软件平台上，可以把它应用在工程上，并且能查询任何特征点的平面坐标及高程，即三维坐标，所以三维数字地形图有独特的应用价值。
随着科学技术的发展，测绘科技也在不断地进步和发展，我国各种科技人才也正在积极的参与到此项研发当中，从以前的简单测量发展到科技手段测量，同时三维数字地形图也在不断发展，从最初的摄影测量、遥感技术，向激光三维扫描技术完善，大家正在积极利用各种学科知识的融会交叉，把三维数字地形图应用在各个不同领域。
2.三维数字地形图数据采集方法
三维数字地形图的数据采集方法，主要有数字摄影测量、全站仪野外采集、机载激光扫描、地形图扫描获取数据和合成孔径雷达系统等方法。
下面就来介绍这几种数据采集方法的过程。
2.1 数字摄影测量三维数据采集
数字摄影测量是在数字影像和摄影测量原理的基础上，结合计算机技术、模式识别、数字影像匹配等多学科知识，提取所摄对象的数字方式的物理和几何信息的摄影测量学的一门分支学科。
使用数字灰度信号，应用数字相关技术测量同名像点，在这个基础上经过解析计算，进行相对定向及绝对定向，建立立体模型，然后建立数字高程模型以及绘制地形图各要素等。
这就叫做数字摄影测量。
在三维地物数据的采集方面，数字摄影测量是利用高空拍摄的影像资料来得到数据，可以全部获取地物的顶部特征点的三维数据，由于飞行倾斜和飞行轨道的因素，一些地物的底部特征点无法完全获取。
地物三维空间数据的取得可以利用航空航天立体像对，现在主要是在数字摄影测量的系统上，采用人工立体量测的方式提取。
在航片上确定建筑物的高度的方法有很多，最常使用的方法是直接法、阴影法和投影法等。
2.2 全站仪采集三维数据的方法
三维数字地形图数据的采集方法很多，全站仪采集是众多方法中的一种，由于全站仪野外数据的采集一般工作量较大，所以要求各种技术人员密切合作，来提高工作效率及质量。
这种方法适用于比例尺较大、精度要求较高的三维空间数据，而且作业范围较小的工程。
野外全站仪测量受通视条件的影响，在地物稀疏的地区或者范围较小而比例尺较大的测量区域，可以使用全站仪来采集地物底部特征点的数据，同时采用全站仪有棱镜测量法来测量地物的高度，这样就不会受全站仪仰角的限制。
采用无棱镜测量法在此区域进行数据采集，具有生产效率高，工作量少，安全性好，测点精度高且均匀等特点。
2.3 机载激光扫描系统三维数据采集
在三维地形数据的采集方面，机载激光扫描系统采集方法可以直接获得高密度的高程数据。
激光脉冲信号可以部分穿透植被，获得森林区或者植被区的真实地形图，可以对困难区或者危险区进行数据采集工作，同时可以得到关键地形点的采样，能够得到比较明显的特征点及特征线，利用机载激光扫描系统可以采集到高精度的三维地形数据，从而可以详细的表达该区域的地势走向。
在三维地物数据的采集方面，机载激光扫描系统可以获取地物总体信息。
采用对原始数据进行重采样的方法，来较为精确的获取地物的顶部特征点以及底部特征点。
因为载体线路的原因，对地物密集且隐蔽的区域的特征点的获取就显得非常困难。
通过
激光扫描所采集的点云数据，可使用相应的软件对其进行数据处理，从而提取不同地物的特征点及地形的数据，或者是先对地物进行分类，再分别提取数据。
2.4 地图数字化采集数据的方法
地形图数字化数据采集和野外数字化采集比较类似，它主要是由原有的地形图来取得三维地形数据。
地形图上表达地形的要素有地性线、注记、等高线等。
数字化采集地形特征点包括两方面：采集特征点的高程及点位坐标。
在三维地形数据采集中，因为注记的密度比较稀疏，详细的取得地面的特征点和高程就比较困难，由此获取的三维地形数据就无法详细的表达该区域的地表起伏，而且精度也较低。
在三维地物数据采集中，对于形状不规则的地物，仅能获取地物的底部特征点和由底部特征点所构成的形状，这样就无法表达地物的立体形状了。
2.5 用合成孔径雷达采集数据的方法
采用SAR方法采集三维地形数据，采集的数据全面，作业范围较广，因为雷达信号的穿透力很强，可以比较清楚的表达植被茂密地区的真实地势走向，能够有效的获得地面的特征点和高程，关键在于内业的数据处理工作。
应用SAR影像提取三维空间数据有以下特点：（1）全天候全天时的工作能力；（2）较强的穿透能力，提取精度较高、速度较快；（3）可以解决利用常规手段十分困难甚至不能解决的很多问题，为解决大范围内的环境问题提供了更为直接和高效的方法，有很强的应用价值。
另一方面，SAR技术采集费用较高，设备未普及应用，对工作人员的要求很高，而且技术上的一些细节问题还需要完善，所以，在三维空间数据采集中，目前这种方法还不能广泛应用。
3.总结
通过以上对五种方法的研究，我们可得出以下的结论：各种采集方式都有各自的优缺点，需根据具体情况采用适合的方式。
三维数字地形图和数据采集涉及到的内容很广泛，它是一个集合了测量多学科的庞大知识体系。
传统的地形图在工程上有很大的应用价值，三维数字地形图也属于线划图的一种，它同样可以应用到科学研究和工程设计中，比如：填挖方计算、面积计算、距离量测、断面测量和线路设计等。
随着软件开发技术、测量学技术以及光学技术的发展，各种三维空间数据采集方法也得到了不断的完善，而且同时精度提高、费用降低、可靠性增强。
将来三维数字地形图一定会得到更好的发展，并得到广泛的应用。
参考文献：
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