摘#8195;要 本文簡要論述數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)采集方法及對比分析。

關鍵詞 數(shù)字高程模型（DEM）；數(shù)據(jù)采集方法；對比分析

中圖分類號 TP 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0214-01

隨著測繪技術設備和計算機技術的結合與科技技術不斷發(fā)展。數(shù)字化地圖逐漸取代了以往模式，其中數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)作為地理性息的基礎數(shù)據(jù)以廣泛的應用于國民經濟和國防建設以及人文和自然科學領域。本文簡要論述數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)采集方法及對比分析。

1 數(shù)字高程模型（DEM）

數(shù)字高程模型（Digal Elevation Model）是在高斯投影平面上規(guī)格的各網(wǎng)點的平面坐標（X，Y）及高程（H）數(shù)據(jù)集。DEM的格網(wǎng)間隔應與其高程精度相適配。并形成有規(guī)則的格網(wǎng)數(shù)據(jù)。為完整反映地表形態(tài)，應配套相應的離散高程點。

2 數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)采集方法

為建立數(shù)字高程模型（DEM），必需按精度要求采集足夠的點位三維坐標。下面就簡述數(shù)據(jù)的采集方法。

2.1 紙介質地形圖數(shù)據(jù)采集方法

原有的紙圖成已不能滿足社會發(fā)展的需要，數(shù)字化地圖產品的輸出已成為必然。紙質圖數(shù)據(jù)化是一種DEM數(shù)據(jù)獲取的最基本方法，可分為手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化。

1）手扶跟蹤數(shù)字化。手扶跟蹤數(shù)字化是目前最為廣泛使用的將已有地圖數(shù)字化的手段，利用手扶跟蹤數(shù)字化儀可以輸入點地物、線地物以及多邊形邊界的坐標，通常采用兩種方式，即點方式和流方式，流方式又分距離流方式和時間流方式。手扶跟蹤數(shù)字化，可以直接獲取矢量數(shù)據(jù)。用數(shù)字化儀跟蹤紙介質圖形中的點、線等信息，通過數(shù)字化軟件實現(xiàn)圖形信息向數(shù)字化信息的轉換。使用跟蹤數(shù)字化儀（手扶或自動）將地圖圖形要素（點、線、面）進行定位跟蹤，并量測和記錄運動軌跡的X，Y坐標值，獲取矢量式地圖數(shù)據(jù)。

2）掃描矢量化。掃描矢量化的基本原理是對各種類型的數(shù)字工作底圖如紙質地圖、黑圖或聚酯薄膜圖，使用掃描儀及相關掃描圖像處理軟件，把底圖轉化為光柵圖像，對光柵圖像進行諸如點處理、區(qū)處理、楨處理、幾何處理等，在此基礎上對光柵圖像進行矢量化處理和編輯，包括圖像二值化、黑白反轉、線細化、噪聲消除、結點斷開、斷線連接等。這些處理由專業(yè)掃描圖像處理軟件進行，其中區(qū)處理是二值圖像處理（如線細化）的基礎，而幾何處理則是進行圖像坐標糾正處理的基礎，通過處理達到提高影像質量的目的。然后利用軟件矢量化的功能，采用交互矢量化或自動矢量化的方式，對地圖的各類要素進行矢量化，并對矢量化結果進行編輯整理，存儲在計算機中，最終獲得矢量化數(shù)據(jù)，即數(shù)字化地圖，完成掃描矢量化的過程。

2.2 采樣原理

采樣主要有兩大類: 一類是隨機采樣，另一類是系統(tǒng)采樣。隨機采樣是指通過隨機方式選取采樣區(qū)中平面坐標的方式來確定采樣點，由于每個坐標點都有預先選擇的概率，應用概率論的知識，可以對整個采樣區(qū)進行概括。但是由于是隨機的方式，運氣不佳的時候，就會產生隨機抽取的采樣點可能會集中在采樣區(qū)域的某一個小區(qū)域中，特別是在采樣點較少時。因此，為了能將采樣點均勻的分布在整個采樣區(qū)域中，就產生了系統(tǒng)采樣。

這里所談到的系統(tǒng)采樣是指所有以系統(tǒng)采樣為基礎的采樣方式主要包括規(guī)則隨機采樣、局部隨機分配下的系統(tǒng)采樣、網(wǎng)格隨 機變化下 的系統(tǒng)采樣、聚類采樣，等高線采樣、橫切面采樣等。每一種方法都有其本身的優(yōu)勢和局限，及適用的范圍，在實際應用中應該綜合考 慮，選取其中的適合的方法。為了能更好地進行樣本的預處理，在對某個區(qū)域進行高程采樣時，應盡量遵守以下基本原則。

1）采用規(guī)則隨機采樣：這樣做可以使采樣點覆蓋整個地區(qū)。

2）通過對整個區(qū)域的觀察，確定在哪些局部區(qū)域需要加密，對這些地區(qū)應用橫切面采樣。

3）對整個區(qū)域內的大規(guī)模的突變點應用特殊化規(guī)則隨機采樣。由于大規(guī)模的突變一般是呈線狀，且位于兩個區(qū)域的邊界，所以采樣時沿突變邊界應用規(guī)則采樣。

2.3 野外測量數(shù)據(jù)采集方法

野外測量數(shù)據(jù)采集的方式主要有：全站儀測量、GPS測量、車載GPS采集等方法。野外的數(shù)據(jù)采集工作量大，數(shù)據(jù)采集過程中需注意碎部微地形，以提高數(shù)據(jù)采集的質量與完整性。為方便后續(xù)的工作，野外數(shù)據(jù)采集要求有完整的地物編碼系統(tǒng)。

2.4 空間傳感器

利用GPS、雷達和激光測高儀等進行數(shù)據(jù)采集。

1）合成孔徑雷達干涉測量數(shù)據(jù)采集方法。合成孔徑雷達干涉測量（InSAR）是傳統(tǒng)的微波遙感與射電天文干涉技術相結合產物。他利用了多普勒頻移的原理改善了雷達的分辨率，特別是方位分辨率，提高了雷達測量的數(shù)據(jù)精度。合成孔徑雷達干涉測量是通過對不同空間位置獲取的同一地區(qū)的兩個雷達圖像利用楊氏雙縫光干涉原理進行處理，從而獲取該地區(qū)的地形信息。

2）機載激光掃描數(shù)據(jù)采集方法。機載激光掃描系統(tǒng)又稱為機載激光雷達。由于激光掃描不需要反光鏡，還可以被看到，而且也很少受氣候條件影響，測量精度又高，因此機載激光掃描成為測繪困難地區(qū)和地物密集地區(qū)，森林地區(qū)和電力線等的新興技術。

機載激光掃描的原理主要利用主動遙感的原理，機載激光掃描系統(tǒng)發(fā)射出激光信號，經有地面反射后到系統(tǒng)的接收器，通過計算發(fā)射信號和反射信號之間的相位差或時間差來得到地面的地形信息。

3 數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)采集方法及對比分析

1）紙質地形圖數(shù)據(jù)采集容易獲取，所需設備和人員卻要求不高，采集速度也比較快，易于大批量作業(yè)。

2）攝影測量在基本比例尺測圖中起到了非常關鍵的作用，影像數(shù)據(jù)的特點是更新速度快，對于大范圍、大批量的數(shù)據(jù)獲取是一種主要方法。但高程數(shù)據(jù)的精度受外界因素影響較大，對于精度要求高的DEM需局部野外實測配合作業(yè)。

3）野外實測數(shù)據(jù)精度最高，但數(shù)據(jù)采取工作量較大，效率不高，費用較高，適用于小范圍大比例尺DEM作業(yè)。其可做大范圍DEM的局部更新以及工程用DEM的建設。

4 結束語

通過以上數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)采集方法及對比分析。根據(jù)數(shù)字高程模型（DEM）精度要求，應選擇合適的數(shù)據(jù)采集方法，提高采集效率和質量，為后續(xù)工作提供可靠的DEM數(shù)據(jù)源。

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