与DLG套合的DEM的制作浅谈

随着计算机技术的迅猛发展, 测绘仪器的日益更新, 测绘行业也在不断进步。各项产品成果的质量要求也在不断提高, 特别是近年来国家基础测绘1∶10000的3D:DLG (数字线划图) , DOM (数字正射影象) , DEM (数字高程模型) 产品成果的精度要求有很大提高:其中一项要求是DEM最终成果与DLG产品中的地貌数据成果要匹配, 这种要求用我们传统的画特征线构tin→生成DEM再生成曲线的方法不能满足了, 本文就列举一幅1∶10000地形图, 关于丘陵地形的与地貌匹配的DEM的制作方法谈一点自己的体会。1∶10000地形图地形分为平地、丘陵, 山地和高山地。

1 实施过程

作业流程:由外业控制经过内业电算加密, JX-4CDPW摄影测量工作站经过建测区、定向处理得到像对, 在矢量测图下新建文件名为图号-t.lft, 为特征线文件, 外扩100m～200m左右, 高山地的地形因为投影差大些外扩须更大一些。在地形变化处一定要有特征线控制, 譬如山的鞍部、山沟、山顶等处, 我们称之为主要特征线。实际工作中总想在保证精度的情况下, 节省工作量, 也就是说有效利用每一根特征线, 主要特征线大致画好后在矢量测图菜单的界面下→Tin→Tin的基础数据提取→提取特征点线矢量, 一般参数设为:

然后在Tin→创建Tin→创建映射后立体模型上检查修改tin, 因为tin在立体模型上看起来比较直观, 查局部少特征线的地方逐一追加上, 这时再加的特征线, 我们称之为辅助特征线, 再创tin, 再查, 直到tin与模型基本吻合。这时在tin→DEM制作, 弹出界面要求输入DEM间距和DEM旋转两个参数。按要求输入DEM间距 (1∶10000基础图, 图幅间距一般要求为5m) , DEM旋角一般为0, 然后点OK就行了。那么第一阶段的有外扩尺寸的DEM就完成了。

这里强调一点, 要想让后期DEM图幅间接边差满足精度要求, 图幅间特征线要严格接边。

用JX4CDPW/Tin dem.exe生成曲线在界面文件管理→打开文件→点图幅、DEM文件、模型应用→混合模型内插等高线[C]→当前模型→内插等高线参数。包括等高距, 管道长度, 旋转角, 最大DEM点间距和管道半径。

等高距按成图要求输入, 旋转角一般为O, 最大DEM点间距平地、丘陵一般设5左右, 如果是陡峭的山地、高山地, 数值可以再小点, 这个参数不能小于3, 否则点太密给下一个编图工序造成麻烦。管道长度一般为DEM间距的5倍, 管道半径:平地、丘陵为1～1.5左右, 山地、高山地为1左右。

在矢量测图下新建文件名为:图名-QX.lft为本图幅的地貌成果名, 导入等高线后按立体实际模型和要求修测等高线, 修测完毕, 注记高程点, 此时本幅完整的地貌数据就完成了。实际上在修测完曲线后, 成果曲线与第一阶段的DEM成果在很多地方已经不再套合了, 譬如, 在打高程点时发现有些山顶漏曲线, 再补上曲线与原DEM就产生矛盾了。第一阶段DEM满足不了精度要求, 所以DEM必须要更新。基本思路是在现有的地貌数据上再加特征线构tin再生成DEM作为第二阶段DEM成果, 此时再加特征线从以下几个方面考虑。

(1) 有些较碎小的没有高程点的山顶要加特征线, 因为如果不加特征线由等高线直接创tin生DEM的话, 这个山项就被拉平了, 与模型不符。同理一般的山脊上也要加特征线。

(2) 凹地曲线里面也要加特征线。

(3) 等级公路, 大堤两边要有特征线控制, 最好用平行线实测, 以免由于两次测量人为误差引起路面, 大堤两侧高程模型不平或倾斜而与实际不符。

(4) 在山形比较平缓的地带也要适当的追加特征线, 此时可以用第三脚踏捕捉从一根曲线捕捉到另一曲线, 这样做还有一个优势是新画的特征线与已有的地貌数据不会矛盾。

(5) 打开本幅图地物, 提取出水塘、水库、湖泊及大面积水域矢量, 镶嵌到地貌数据+特征线一版中, 再根据曲线高程为每个水塘高程赋值, 具体操作是:在矢量测图界面→处理→矢量平移 (选择) 选要赋值的水塘击右键。弹出菜单后X、Y值不动, 输入正确高程值同时把对应的z值勾去掉。把每个水塘逐一赋值, 遇到有大的河流, 不能统一赋值的要打断分段赋值、因为河流从上至下流向、上下游不可能高程同值, 根据曲线分段赋值更合逻辑。此时再提取特征点线构tin创dem生成曲线导入到矢量测图并参考到原版成果曲线中, 在两版不套合的地方找问题再重赋值, 直到第二次反生成的曲线与原版成果曲线套合, 此时再创tin生成的DEM就作为第二个阶段DEM, 在矢量测图中打开DEM, 打开地貌数据中含特征线含水塘、水域的矢量, 关闭所有线型, 打开水塘、水库线型 (这些线型必须要封闭) 。在矢量测图界面下→DEM图→水域处理, 水塘线构成的面内的高程按测图时画水塘起笔的高程自动置平, 这样, 这幅图的DEM就是本幅图的与地貌匹配的DEM成果了。

保证每幅图DEM均按此方法做, DEM与周围图接边时, 发现接边差超限, 相互要找原因再统一处理特征线再按上述步骤重生成DEM, 也可以如前面所说的图幅之间特征线严格接边, 误差就不会超限, 这里所说的严格不是指线与线平面接边, 而是指线的高程要接边, 不能超限, 接边中误差标准为:

2 结语

每幅DEM接边都合格后, 还不能作为测区DEM的最终成果, 因为图幅之间DEM虽不超限, 但并未完全接边, 换句话说图幅之间重叠处的DEM未完全一致, 要想作为测区DEM最终成果, 这些DEM还要拼大图, 即把测区的所有DEM全拼一起 (大测区要分若干块拼) , 再从大图DEM裁每幅图的DEM。

这样一幅图的DEM就全部完成了, 这样的DEM与地貌数据基本套合 (因为它是由地貌作为特征线反生成) 又相互接边, 水域也是置平的又符合实际模型。

这里需要说明的是“DEM与地貌数据基本套合”中的“基本”不是完全, 因为DEM是经过内插而得两点之间的高程值简单的说是两点的平均值, 是概数, 带有误差。再生成曲线与原版曲线成果不可能完全一致。零星的细微的差别允许存在不影响整体精度。

摘要：本文从工作中常遇的DEM最终成果与DLG产品的匹配问题入手, 结合笔者曾经参与具体项目, 研究探讨了与DLG套合的DEM的制作, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：DLG,DEM制作,套合

参考文献

[1] 李青岳.工程测量学[M].北京:测绘出版社, 1982.

[2] 王洧滨, 马臣领.地籍测量学[M].郑州:测绘学校, 1990.

[3] 中华人民共和国国家标准1∶5000、1∶10000地形图图式.