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数字高程模型(DEM)的制作与应用
张 惠
(内蒙古自治区地图制印院, 呼和浩特  010050)

摘 要:数字高程模型(DEM)作为数字地形模拟的重要成果,已经成为国家和地方空间数据基础设施的基本内容之一,通过生产实际对生产制作数字高程模型(DEM)及其应用谈几点体会。
关键词 :数字高程模型(DEM);制作方法;应用服务
1 数字高程模型
    传统的地形图是用等高线、图式符号和数字注记的方式表示地形的起伏,这种图解表示方法的优点是比较直观,但它生产周期长,不便于应用于其它测绘成果的生产中。随着计算机技术的发展和地理信息的广泛需求,采用数字的方式表示地面的起伏,即数字高程模型(DigitalElevationModel,简称DEM)。
    数字高程模型是构建地球表面空间位置与其高程信息的数字化表示形式,是对地形表示在地形采样数据基础上的表面重构。从数字高程模型(DEM)概念提出到数字地球概念的形成以来,以数字线划地形图(DLG)、数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOM)等数字测绘产品与地理信息系统(GIS)的集成组成了数字地球地理空间框架,形成数字区域、数字城市建设的核心。数字高程模型(DEM)成为数字地球海量空间数据库的重要组成部分,是数字地球的数学基础和三维虚拟现实的基本框架。在飞速发展的信息社会中,数字高程模型(DEM)正在被广泛应用,发挥着重要作用。
1.2数字高程模型的表现形式
    数字高程模型(DEM)是地形起伏的数字表达,最常用的是用一系列地面点的平面坐标X,Y以及该地面点的高程Z组成的数据阵列。
    DEM有多种表示形式,主要包括规则矩形格网与不规则三角网等,为了减少数据的存贮量同时便于管理,可利用一系列在X,Y方向上都是等间隔排列的地形点的高程Z表示地形,形成一个矩形格网DEM。{ Xi=Xo+i?DX   (i=0,1…,NX-1)     {Y=Yo+j?DY  (j=0,1,…,NY-1)
    由于矩形网DEM存贮量小(还可以进行压缩存贮),非常便于使用并容易管理,因而是目前使用最多的一种形式。但其缺点是有时不能准确表示地形的结构与细部,因此,以矩形网DEM为基础描绘的等高线不能准确地表示地貌。为克服其缺点,可采用附加地形特征数据,如地形特征点,山脊线,山谷线,断裂线等,从而构成完整的数据高程模型。若将地形特征采集的点的规则连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(Triangulated Irregular Network)表示的DEM,通常称为三角网DEM或TIN。三角网DEM能较好地顾及地貌特征点、线,表示复杂地形表面比矩形格网(Grid)精确。