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浅析生成高精度DEM的方法【摘要】本文通过淄河某段地形图的加工利用，生成DEM，阐述了将地形图加工生成DEM的详细过程。
对其中关键环节详细介绍，将常用的插值拟合方法进行分类，附加其适用范围，使得本文适用其他地貌特征的DEM建立。
【关键词】DEM，地形图，插值，拟合一、引言随着工程设计的发展，对地形数据的要求越来越详细，除了基本的地形图之外，由于某些复杂地形的工程量计算和对产品效果预测要求提高，DEM的需求逐渐增加,本文通过对现有的地形图和坐标数据编辑、插值，转化为TIN，进而得到DEM。
按照以下流程由淄河地形图生成DEM:二、淄河下游基本情况淄河下游某段河宽一般在200m-300m，由于上游水源不足，导致部分河段干涸，常年无水，河内采砂过度，部分河段较2004年河底高程下降4m，且取沙坑密集，取沙坑边缘多为直坎，其他为天然河口和河道内大车拉运沙石形成的道路，坡度较缓。
三、测量数据特征1.前期测量阶段，采集1:1000地形图，部分复杂区域进行加密测量。
2.由于取沙坑过多，且面积不大，在坑底测量少量的坡脚点。
3.河口、河道内沟渠上口使用直坎或者斜坡表示，测量部分坡脚，并且在坡度变化处增加数据。
部分沟渠使用水面线代替坡脚。
如下图，为某段地形图。
四、测量数据加密由于部分区域采用少量坡脚点，在生成TIN中因为数据量不足而造成生成的TIN不符合实际情况，故使用下述方法进行数据点加密：.高程数据按照距离加权得出，即通过：求出高程值。
在该实验中采用检查点法。
检查点法既事先将检查点按格网或任意形式进行分布，对插值数据点进行检查。
将这些点处的内插高程和实际高程逐一比较得到各个点的误差,然后算出中误差（插值前删除图面部分高程点，插值过后将插值与原数据进行比较）。
假设检查点的高程为( k= 1,2,3,…,n)，插值点高程为，插值精度为σ=。
通过50个检查点检查，得出插值精度为30cm。
.过已知坡脚点做坎线的平行线，在平行线上按照上述距离加权加密坐标点。
测绘技术如何进行DEM生成与分析测绘技术在地理信息系统（GIS）和遥感领域中起着重要的作用。
其中，数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）的生成和分析是测绘技术应用的重要方面之一。
本文将介绍DEM的生成和分析的基本原理和方法。
一、DEM生成DEM是地球表面高程信息的数字化表示，可以呈现出地面的起伏和形状。
常见的DEM生成方法有光学影像法、激光雷达法和雷达干涉法等。
1. 光学影像法光学影像法是利用航空或卫星遥感影像来生成DEM的一种方法。
通过对图像进行几何矫正和配准，可以获取地面上的特征点的坐标，并计算出其高程信息。
这种方法常用于大面积的地形测量和地貌分析。
2. 激光雷达法激光雷达法是利用激光器向地面发射激光束，通过测量激光束的反射时间和回波强度来计算地面点的坐标和高程信息。
这种方法具有高精度和高分辨率的优势，常用于山地地形的测量和建模。
3. 雷达干涉法雷达干涉法是利用合成孔径雷达（SAR）的干涉图像来生成DEM的一种方法。
通过对两幅或多幅干涉图像进行差分操作，可以获取地表的高程变化信息。
这种方法适用于大范围的地表变形监测和地震研究。
二、DEM分析DEM生成后，可以进行各种地形参数的分析和应用。
下面介绍几种常见的DEM分析方法。
1. 地形剖面分析地形剖面分析是对DEM数据进行剖面提取，以了解地面的起伏变化情况。
通过剖面分析，可以获取地面的高程变化曲线，并进一步计算地形参数，如坡度、坡向、高程差等。
这些参数对地质研究、水文模拟和土地规划等领域具有重要意义。
2. 流域提取和水流模拟利用DEM数据可以提取出流域范围，并计算出流域的面积、长度和周长等属性。
同时，基于DEM数据，还可以进行水流模拟和洪水预测。
通过建立流域模型，模拟水流在地表的流动过程，从而预测洪水灾害的发生和影响。
3. 三维可视化和地形重建利用DEM数据可以进行三维地形模型的可视化和地形重建。
通过DEM数据，可以构建真实的地形模型，使人们能够直观地了解地貌特征和地形变化。
浅谈DEM的制作方法摘要：论文阐述了数字高程模型DEM内涵，简要介绍了DEM的制作方法，通过对乌海市海勃湾区某煤场地形图航片的数字处理，通过JX4-G TINDEM.exe 模块，理论联系实际的展现利用数字摄影测量的方法生成多种DEM和其它三维数字产品的全过程。
关键词：摄影测量；DEM；三维产品1 DEM的内涵数字地面模型（DTM）是表示地面特征的空间分布的数据阵列，最常用的是用一系列地面点的平面坐标X，Y以及该点的地面高程Z或属性组成的数据阵列。
若地面点按一定的网格排列，点的平面坐标X，Y有起始点开始推算，无需记录，地面形态只用地面高程表示这样的数据阵列被称为数字高程模型（DEM）。
三维分析大多是在数字高程模型（DEM）上进行的，一旦区域上生成所需密度和精度的DEM，内容丰富的各种三维分析是轻而易举的，其三维的可视化、真实场景、电子沙盘也迎刃而解。
DEM最常用的三种形式为：等值线DEM、TINDEM 、格网DEM。
1.1 等值线DEM高程等值线方法是地图学的基本方法，将地图上所有等高线数字化，即可形成高程等值线DEM。
等高线DEM的建立一般是直接采用数字化地图上的等高线。
1.2 不规则三角网TIN若将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形，构成一个不规则三角网TIN表示的DEM，通常称为三角网DEM或TIN。
通常的TIN（Triangulated Irregular Network）结构是按Delaunay三角形规则生成，该三角形的特点是任一三角形外接圆内部包含其它点，这里并未包括外接圆上。
按这个规则生成的三角网，称为Delaunay三角网。
1.3 格网DEM利用一系列在X，Y方向上都是等间隔排列的地形点的高程Z表示地形，形成一个个矩形格网DEM。
格网的每一个交点都包含有此处相关的高程信息。
2 DEM的制作方法论文用摄影测量的方法制作DEM，这种方法制作DEM是指通过影像中的地物以及已经制作好的数据来进行生产。
DEM的精细化处理方法及工艺流程摘要：地理信息产业近年来取得了良好的发展效果，并且发展前景较广阔，该产业的持续发展离不开DEM数据支持，DEM能够为多样性数据产品制作奠定数据基础，同时，还会及时迎合行业发展要求。
本文基于DEM软件，对比传统处理方法的优势和不足，深入分析先进软件处理方法和工艺流程，以此促进DEM向精细化方向发展，提高这一软件的经济效益和应用价值。
关键词：DEM；处理方法；工艺流程前言DEM是数字高程模型的简称，在地里信息行业被广泛应用，它充分发挥作用于线路规划、径流计算、地貌普查、地貌分析、浸蚀评估等方面。
为了扩大该软件的应用范围、提高应用率，对其进行处理方法和工艺流程分析是十分必要的，以此提高处理效率、增加社会效益，具体介绍如下。
1 传统DEM处理方法介绍激光雷达法、人工采集地表特征构建三角网内插法、逐点采集编辑法、影像匹配法是传统DEM处理方法的主要组成部分，根据不同生产需要，选择差异性处理方法。
上述方法在实际应用的过程中存在工艺流程方面的不同，并且优点和不足相应存在，具体表现如下：激光雷达法工艺流程：点云数据常用激光雷达设备获取，数据成功获取后针对数据进行处理，然后完成三角网构建工作，同时，内插DEM。
优点：获取数据自动化程度、精度较高。
不足：数据处理量、信息编辑内容较多；数据获取受设备影响需要耗费较高成本；地表建筑形成的高度差要有效处理。
人工采集地表特征构建三角网内插法工艺流程：地表特征通过人工信息采集、信息处理的方式完成，数据信息处理完成后进行三角网构建，之后内插DEM。
优点：工作内容会明显减少，能够实现现状或者面状特征的完整表达。
不足：受采集主体形式——人工影响，工作效率较低、工作量较大。
逐点采集编辑法工艺流程：DEM网格点通过遥感完成逐点采集工作和数据信息编辑工作。
优点：云精度值较准确。
不足：仅能采集片面信息，不能全方面表达线性特征；工作内容较多、工作速度和质量较低；工作难度较大。
一、项目概况数据比例尺：1：2000地形分类：地形类别一般划分为三类，即平地（包括丘陵）、山地、高山地。
数据分幅方法：带状图3～5公里为一幅图。
数据提交成果格式：dem、dgn（V7）、dwg（R14）甲方提供数据：原始影像CMP、空三PAT_B、中线DGN、技术指示书。
数据生产要求：在本项目中，为了满足建立交互式三维可视化系统的要求，我们生成的DEM需要满足以下要求：DEM间隔为5m*5m；要求用先VirtuoZo采集特征线再构TIN生成DEM来进行生产作业。
二、精度要求为达到设计方的要求，对于精度的要求分为了2方面：精编区严格按照甲方要求精度控制在0.3米以内，粗编区精度标准如下：★最大误差为中误差的两倍。
三、DEM的生产的技术流程A、DEM生产流程图B、DEM生产详细操作过程1数据分析、准备、测区建立。
2定向建模型（详细请见定向建模流程）。
3采集特征线：使用VirtuoZo的IGS ( Interactive Graphics System交互式数字影像测图系统)测图模块。
采集注意事项：A、房屋等建筑物这一类地物主要包括大片的农村居民区、城镇的建筑群以及零星散落在山区的房屋。
对于大片的农村居民区，可根据地形起伏，选择地面高程差别很小的区域为单位测一个个闭合面。
城镇的建筑群，若地势平坦，则其处理方法与农村居民区类似；至于那些零星散落在山里的房屋，则是用鼠标切准其地基面，划一些高程固定的特征面。
每一个房屋的DEM是同一高程。
B、有植被的平地这类区域，虽然地势比较平坦，但是由于覆盖了长势良好的植被，使得真实的地形被掩盖，编辑起来比较麻烦，所以，通常我们也是根据地面高程划一些特征面。
C、其它a、特征线之间不能交叉，特征线与DEM点不能相互矛盾。
b、断裂线要沿沟、坎的边缘画，一定要画在地形变换的部位。
在实际作业过程中，采集编辑通常是交叉进行的。
采集完某个地物后，如果不合要求，要立即用编辑修改，待修改正确后再继续采集。
运用DEMix软件制作DEM的方法探讨摘要：数字高程模型（DEM）作为地球表面地形的数字描述和模拟已成为空间数据基础设施和数字地球的重要组成部分，主要应用于地球科学及其相关学科方面，如摄影测量、遥感、制图、地理规划、通信及地理信息系统等，可做地形分析方面；选址与规划方面；体积、面积计算方面；预测管理应用方面的工作。
特别是近年来，空间数据基础设施建设和―数字地球战略的实施，促进了DEM与地理信息系统、遥感等一体化进程，为DEM的应用开辟了广阔的天地。
本文运用DEMix 软件制作DEM的方法进行探讨。
关键词：DEMix软件；DEM；方法1DEMix软件的特点矢量生成DEM及构架线系统（简称：DEMix）V3.0由适普公司研发。
主要功能描述：①输入/输出数据格式：ArcInfo、AutoCAD。
②自动检测等高线和高程注记点的数据错误。
③自动构建TIN、自动消除平三角形。
④由TIN生成高保真度DEM，可由DEM生成新等高线。
⑤新等高线与原始等高线套合显示。
⑥提供人机交互编辑工具消除残余平三角形。
软件的特色有：自动检测错误位置；自动消除平三角形；由TIN生成高保真度DEM。
典型应用为：使用等高线获取高精度DEM。
原始数据：等高线矢量数据。
结果数据：DEM数据。
2数据准备制作DEM前，无论何种方法，都需要进行数据准备，此处区别于其他方法的数据准备内容如下：由于DEMix软件无法识别三维线段，对于双线河流，无法直接运用立体测采集得到的三维线，故必须对双线水两边的三维线段进行处理。
具体做法为：将大于一定宽度（>5米）的双线水两边线转化为具有一定密度的渐变的高程点，参与DEM内插。
针对双线河流的处理工作仅仅依靠CAD的基础功能是难以实现的，还需要依靠工作人员基于CAD开发出的小程序——暂时命名为―双线河流处理CAD小程序‖，其功能是将双线河流边线依据与其相交的等高线和通过内插添加的辅助线，在双线水两条边线位置上，生成一定密度的、渐变的高程点，从而控制生成的DEM在此处的精度（见图1）。
地理国情普查中精细化数字高程模型制作方法探讨
【摘要】根据地理国情普查中精细化数字高程模型的制作的要求，研究制定了基于 1:10000地形数据的精细化数字高程模型的生产技术方案，在试生产成功后投入了大批量的生产，实现了地理国情普查的数字高程模型的生产。
【关键词】数字高程模型（DEM）；精细化；制作；；
1 引言
数字高程模型（DEM）是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是区域地形的数学表示，由规则间隔地面点的抽样高程矩阵组成，存储地面高程和地表形态特征的信息。
DEM生成方法主要有等高线内插法，数字摄影测量法，基于LiDAR 技术的DEM获取等，其中，等高线数学内插法是基于矢量化的等高线、高程点、水系等信息，并根据各种地形特征信息，利用数学内插算法生成DEM数据。
地理国情中的精细化数字高程模型（DEM）就是旨在在缩小DEM格网大小，提高DEM精度，更精细地反映出地形特征的起伏变化，充分满足地理国情统计和应用的需求的基础地理信息数据。
本文通过技术研究和试验，制定了基于1：10000地形数据的精细化数字高程模型的技术路线，研究出来方便快捷的精细化DEM的制作流程，实现了精细化DEM的制作，同时总结出了一些方法和技巧供大家参考。
2总体思路
2.1技术分析及方案制定
精细化DEM是基于1：10000地形数据制作的，所以1：10000地形数据也决定了DEM的制作方案。
精细化DEM制作，根据1：10000DEM数据的精度可以分为两种方法：第一种，当1：10000DEM数据可以满足精细化DEM制作精度要求时，直接用DEM数据进行转换后内插DEM，生成新的2米格网间距的DEM数据；第二种，当1：10000DEM数据不能满足项目要求时，就要利用1：10000 DLG数据,对其进行整理提取所需要素后，转换数据，进行不规则三角形构网（即构TIN）再内插DEM生成精细化的DEM数据。
对生成的DEM 数据拼接裁切后进行检查，检查有问题时进行修改，直到检查合格后上交最终成果。
本次精细化DEM制作，我们采取多种软件相结合的方式，不同的步骤在不同的软件中处理，最终达到方便、高效、高质量完成任务的目的。
2.2制作流程及方法
当1：10000DEM数据可以满足本次项目精度要求时，制作精细化DEM数据的流程，如下：
当1：10000DEM数据不能满足本次项目要求，制作精细化DEM数据的流程，如下：
3 精细化DEM生产及注意事项
3.1资料分析整理
资料分析整理是精细化DEM生产的准备工作，也是至关重要的前期工作，它不但决定着DEM制作的效率，也关系着DEM成果数据的精度。
首先要仔细分析整理所需资料，分类整理出1980西安坐标系和2000国家大地坐标系的数据，并通过精度检查，区分出可以直接利用DEM数据制作DEM的数据和需要利用DLG数据制作DEM的数据，并用结合表标注清楚，方便后期使用。
3.2精细化DEM生产
3.2.1利用DEM数据的精细化DEM生成
直接用1：10000DEM数据制作精细化DEM时：若数据是1980西安坐标系的，我们需要把数据按测区拼接为一个大图再进行到2000国家大地坐标系的数据转换处理和DEM内插，生成DEM数据。
先拼接大图是因为不同年代的数据在接边上可能会存在一些问题，按测区接边就可以直接处理掉这些问题，另外由于坐标系转换后的标准2000图幅内会不满幅，拼成大图也方便数据内问题处理和与周围数据的接边处理。
拼接大图我们一般是用ARCGIS中批处理工具TOOLBOX下的Raster功能，但是在ERDAS中拼接DEM数据能修改拼接线，裁切掉部分有问题的区域，减少后期部分工作量。
数据转换处理时，我们是用“新疆1:10000基础地理信息数据坐标转换软件”，此软件对数据量大小有一定的限制，并且当水系面积较大时经常转换失败，这时可以把水系面数据转换为SHP格式再进行转换。
若数据是2000国家大地坐标系时，可直接进行数据拼接，然后进行DEM内插，生成DEM数据。
经试验在ARCGIS软件中进行DEM内插重采样要相对高效快捷且精度高，最终所有DEM内插重采样都是在此软件中完成的。
3.2.2利用DLG数据的精细化DEM生成
精细化DEM制作需要利用1：10000 DLG数据时，第一步，也要对数据进行拼接处理，而早期的库数据都是EOO格式，这就需要做个格式转换，把EOO格式转换为MDB 格式，在ARCGIS中可以通过新建批处理工具TOOLBOX来同时批量完成这两项工作，另外需要注意的是在拼接数据前要去掉图幅带号，这样方便我们后期的数据处理工作。
拼接后的数据整理要先对其进行等高线和高程点的提取和检查，其中等高线包括首曲线、计曲线、间曲线、助曲线和草绘等高线，这些工作可以在GEOWAY3.6中进行，该软件在等高线和高程点的检测有其独特的优势。
提取后的数据要进行高程值正确性检查，纠正错误高程值，做点线矛盾检查，剔除点线矛盾的高程点。
需要说明的一点是做点线矛盾检查时，不仅可以检查出错误高程点，也可以反推出错误的等高线，另外利用高程谱可以比较形象的看出高程值错误的等高线，特别要注意的是还要进行等高线的连续性检查和接边检查；第二步，提取大于400平方米的静止水域（如胡泊，池塘，水库等）的范围线数据并构拓扑面，并给其赋予正确的高程属性，静止水域的高程属性一般是利用DLG的配套DEM数据的高程值，但是如果原始数据的高程值有误，就要利用相邻等高线和高程值估算正确的水域高程值。
最后还要对等高线、静止水域进行悬挂检查，保证图形的封闭性，以确保成果DEM数据的精度。
处理好DLG数据后做坐标系转换，然后再构TIN后进行DEM内插，制作DEM，这个我们可以在四川省遥感信息测绘院研发的“数字高程模型（DEM）自动生产系统”软
件中一次完成，经检测该软件生成的DEM套合好且精度高。
在此软件中计算时需要注意的是，要设置去平三角和等高线融合限差，去平三角就是在山头的最高、洼地的最低，以及鞍部的中间等特征变换点处无特征点时，系统将自动生成特征点，特征点的高程根据平三角形加减“山头洼地高程系数”*（等高距）求得。
等高线融合限差对制作DEM 有很大的影像，如果限差设置太小，在等高线的悬挂处生成的DEM就有可能会产生突变。
如下图：
由于我们本次项目只提取等高线、高程点和水域面，所以在图层条件设置时只设置这几层即可。
需要强调的是水域面要设置为ELEV>0，这样我们才能保证在水域面置平成功。
3.3DEM拼接和裁切
DEM的拼接裁切在ARCGIS和ERDAS软件中均可批量完成进行，在这里我们是使用ARCGIS软件完成的。
DEM数据的范围应根据起止格网点计算公式的结果再向四周增加三行三列高程格网点，便于DEM拼接以及换带接边处理。
需要注意的是拼接数据前必须进行接边处理，确保接边后同名格网点的高程值保存一致。
4成果的检查
精细化DEM的质量检查重点是数据范围、格网尺寸、高程粗差、高程无值区等方面，并且确保DEM成果的质量满足技术指标规定。
对DEM成果数据的质量检查可以利用DLG数据中的高程点来检测，当中误差和最大误差满足精度要求时，成果合格，超过限差时，可以利用软件对DEM直接编辑修正，也可以利用DLG数据重新制作，这两种方法各有利弊，但是需要注意的是修改数据时要注意接边问题，确保修改后数据无接边问题。
成果数据的检查还可以通过把DEM成果数据反生成等高线，再套合原始DLG数据，来量测DEM数据的质量精度。
DEM 的检查还包括成果数据的平面坐标系和高程基准是否符合规范要求，成果数据各项地图投影参数是否正确。
对精细化DEM成果数据的检查也可以放在在4DChecker软件中进行检查，该软件可以批量对DEM数据范围、格网尺寸和投影信息等进行检查，还可以计算出DEM的平面误差报告和接边误差报告。
DEM精度的指标和要求，随所使用的基础数据源如DEM,DLG的质量和地貌类型的变化而有所差异，格网点高程中误差应满足下表1要求，森林等遮蔽地区的高程中误差可按下表中规定的高程中误差的1.5倍计，高程中误差的两倍是采样点数据最大误差限，高程值取位保留1位小数。
数字高程模型（DEM）高程精度
5结束语
本文针对地理国情项目的精细化DEM的制作研究出了更加方便快捷的技术路线，总结了许多在生产中遇到的问题的解决技巧和方法，实现了精细化DEM的制作。
参考文献：
[1]《基础地理信息数字产品1:10000 1：50000生成技术规程第2部分：数字高程模型（DEM）》
[2]《测绘成果质量检查与验收》（GB/T 24356-2009）
[3]《新疆维吾尔自治区第一次全国地理国情普查实施方案》。
