（陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075）

淺談土地平整工程中DTM的建立與應(yīng)用
——以陜西省渭南市大荔縣官池鎮(zhèn)中草村土地整治項(xiàng)目為例

趙 磊 成生權(quán) 魏 樣

（陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075）

本文以陜西省渭南市大荔縣官池鎮(zhèn)中草村土地整治項(xiàng)目為例，探討了利用CASS 測(cè)圖軟件建立DTM的過程，提出了在建立DTM過程中應(yīng)該注意的一些實(shí)際問題, 簡(jiǎn)要說明了DTM在土地平整工程中的應(yīng)用。

數(shù)字地面模型；土地平整工程；數(shù)據(jù)獲??；構(gòu)網(wǎng)建模

數(shù)字地面模型（Digital Terrain Model，簡(jiǎn)稱DTM）作為地理空間定位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的集合，在GIS空間數(shù)據(jù)庫中，主要涉及到地理基礎(chǔ)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境和數(shù)字地形四個(gè)方面的信息[1]。DTM是GIS非常重要的三維數(shù)據(jù)模型，可以有效將勘測(cè)數(shù)據(jù)采集與設(shè)計(jì)等內(nèi)業(yè)工作結(jié)合?？睖y(cè)設(shè)計(jì)一體化理論經(jīng)過不斷完善和發(fā)展，目前被廣泛運(yùn)用在成規(guī)、國土、水利、軍事等領(lǐng)域。本文以陜西省渭南市大荔縣官池鎮(zhèn)中草村土地整治項(xiàng)目為例，運(yùn)用GPS高精度測(cè)量數(shù)據(jù)，將CASS測(cè)圖軟件與EXCEL制表軟件有效結(jié)合，說明DTM在土地平整工程中的一些實(shí)際應(yīng)用。

1 數(shù)據(jù)采集

離散點(diǎn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性直接影響著DTM模型的建立，通過地面特征點(diǎn)三維坐標(biāo)的測(cè)量采集，將離散點(diǎn)三維坐標(biāo)序列映射連續(xù)的面域。

離散點(diǎn)數(shù)據(jù)采集主要有航空攝影測(cè)量、既有地形圖數(shù)字化以及野外實(shí)地采集三種。遙感技術(shù)的發(fā)展，使我們現(xiàn)在能很輕易的獲得精度高并且質(zhì)量好的航片和衛(wèi)星數(shù)據(jù)。各地不同精度地形圖的普遍存在，也為我們獲取DTM提供了便捷。但是要想獲得高精度的DTM數(shù)據(jù)，只能通過野外實(shí)地測(cè)量來進(jìn)行。野外數(shù)據(jù)采集常用的儀器有全站儀和動(dòng)態(tài)GPS。利用動(dòng)態(tài)GPS是進(jìn)行平原野外數(shù)據(jù)采集的首選，數(shù)據(jù)采集具有很好的準(zhǔn)確性和便捷性。同時(shí)，采集效率高，存儲(chǔ)量多，控制區(qū)域大的特點(diǎn)。一般用于小范圍、大比例尺（如比例尺1∶2000）的DTM。

陜西省渭南市大荔縣官池鎮(zhèn)中草村土地整治項(xiàng)目利用動(dòng)態(tài)GPS對(duì)1800余畝的沙荒地進(jìn)行勘界、測(cè)量，充分考慮采集點(diǎn)位置和密度的合理性，共采集地形特征點(diǎn)4361個(gè)，為DTM的建立和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和預(yù)處理

構(gòu)網(wǎng)建模前首先需要對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，采集數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式為點(diǎn)號(hào)、地物代碼、Y、X、H。如果僅對(duì)測(cè)量區(qū)域中的部分區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理，在Excel中應(yīng)首先執(zhí)行“數(shù)據(jù)→排序”命令篩選數(shù)據(jù)，從而可以快速地篩選出目標(biāo)數(shù)據(jù)（如圖1、圖2所示）。

3 構(gòu)網(wǎng)建模

DTM的構(gòu)網(wǎng)方式有規(guī)則格網(wǎng)結(jié)構(gòu)和不規(guī)則格網(wǎng)結(jié)構(gòu)兩種。本文以不規(guī)則格網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例，運(yùn)用不規(guī)則三角形格網(wǎng)（Triangle Irregulation Network，TIN）建模。TIN模型是根據(jù)區(qū)域內(nèi)野外實(shí)測(cè)的測(cè)點(diǎn)，構(gòu)建連續(xù)但不重疊的三角面片網(wǎng)。通過直接引用高程或線性插值的辦法得到三角網(wǎng)的位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)。TIN在大比例尺建模中普遍使用，具有精度高，具有很好的模擬度。

3.1 建立DTM

圖1 排序命令

圖2 篩選目標(biāo)數(shù)據(jù)

圖3 建立DTM命令

圖4 建立DTM

圖5 初建的三角網(wǎng)

圖6 修改與編輯后的三角網(wǎng)

圖7 繪制等高線

CASS測(cè)圖軟件中建立DTM主要采用“由圖面高程點(diǎn)生成”和“由數(shù)據(jù)文件生成”兩種方式，如果外業(yè)測(cè)量采集數(shù)據(jù)分多個(gè)文件夾存儲(chǔ)，當(dāng)全部數(shù)據(jù)進(jìn)行購網(wǎng)建模時(shí)，可采用“展高程點(diǎn)”的方法展繪，再采用“由圖面高程點(diǎn)生成”命令建立DTM模型。如果外業(yè)測(cè)量采集數(shù)據(jù)集中存放或利用單個(gè)數(shù)據(jù)文件時(shí)，可采用“由數(shù)據(jù)文件生成”命令建立DTM模型（如圖3、圖4所示）。

圖8 等高線地形圖

對(duì)地形測(cè)量中存在的陡坎和地形線情況，在建立DTM過程中應(yīng)給予考慮，保證繪制的等高線與數(shù)字地面模型的準(zhǔn)確性，確保了實(shí)際地形與三角形格網(wǎng)數(shù)字地面模型的相符度。

3.2 DTM的修改與編輯

一般情況下，由于地形條件的限制，在外業(yè)采集的碎部點(diǎn)很難一次性生成理想的等高線，現(xiàn)實(shí)地形地貌的多樣性和復(fù)雜性，也會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)建立的數(shù)字地面模型與實(shí)際地形地貌存在局部不一致的情況，CASS測(cè)圖軟件中提供了多種DTM修改與編輯功能（如圖5所示）來修改局部不合理的地方，修改后必須使用“修改結(jié)果存盤”命令將DTM模型存盤（如圖6所示）。

4 DTM在土地平整工程中的一些應(yīng)用

借助計(jì)算機(jī)和地理信息系統(tǒng)軟件，DTM數(shù)據(jù)在土地平整工程中可解決一些實(shí)際問題，得到了廣泛應(yīng)用，如土方及土方平衡計(jì)算、按用戶設(shè)定的等高距生成等高線圖、坡度圖、斷面圖、渲染圖等。

4.1 繪制等高線

在CASS測(cè)圖軟件中執(zhí)行“等高線→繪制等高線”命令，彈出如圖7所示對(duì)話框。當(dāng)測(cè)點(diǎn)較密或等高線較密時(shí)，建議選擇“三次B樣條擬合”的方式，點(diǎn)擊“確定”完成等高線地形圖的繪制（如圖7、圖8所示）。

4.2 DTM渲染圖

圖9和圖10是以陜西省渭南市大荔縣官池鎮(zhèn)中草村土地整治項(xiàng)目為例，對(duì)平面視圖（如圖8所示）所顯示的目標(biāo)區(qū)域三維化后繪制成圖的三維模型。

結(jié)語

DTM作為一種數(shù)字產(chǎn)品，除了在土地整治工程中的應(yīng)用外，在面積、體積快捷計(jì)算、洪水分析險(xiǎn)情預(yù)報(bào)、土地詳查、導(dǎo)航、通訊等都具有很廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)矢量數(shù)據(jù)相輔相成的DTM，在未來的社會(huì)發(fā)展中將會(huì)發(fā)揮著更加重要的

作用。

圖9 DTM

圖10 渲染后的DTM

[1]王云帆,王慶．?dāng)?shù)字地面模型在土地整治中的應(yīng)用研究[J]．信息技術(shù),2011（05）:46-47．

[2]王明生,郝士華．帶狀數(shù)字地面模型精度影響因素分析[J]．鐵道勘察,2006（04）:22-25．

[3]王軍德． CASS 測(cè)圖軟件中DTM的建立與應(yīng)用[J]．四川測(cè)繪,2005, 28（03）:121-124．

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