文章目录

1、DEM数据采集方法
- 1.1 地面测量
- 1.2 现有地形图数字化
- 1.3 空间传感器
- 1.4 数字摄影测量方法
2、DEM数据采样策略与采样方法
- 2.1 沿等高线采样
- 2.2 规则格网采样
- 2.3 剖面法
- 2.4 渐进采样（Progressive Sampling）
- 2.5 选择性采样
- 2.6 混合采样
3、DEM数据采集过程中需要考虑的因素
- 3.1 地形曲面的几何特征。
- 3.2 地形的复杂程度。
- 3.3 地貌单元类型。
4. DEM数据采集质量控制
- 4.1. 原始数据粗差检测与剔除
- 4.2 原始数据的滤波处理
5. DEM数据共享和利用
- 5.1 我国DEM数据交换格式标准
- 5.2 我国不同比例尺DEM的特点

1、DEM数据采集方法

1.1 地面测量

利用自动记录的测距经纬仪（常用电子速测经纬仪或全站经纬仪）在野外实测。这种速测经纬仪一般都有微处理器，可以自动记录和显示有关数据，还能进行多种测站上的计算工作。其记录的数据可以通过串行通讯，输入计算机中进行处理。

优缺点
①小范围的数据采集与数据更新
② 精度高，周期长，成本较高
③ 适用于精度要求较高的工程项目
④工作量大，周期长、更新十分困难，费用较高

1.2 现有地形图数字化

利用数字化仪对已有地图上的信息（如等高线）进行数字化的方法，目前常用的数字化仪有手扶跟踪数字化仪和扫描数字化仪。

优缺点
① 地形图现势性：现势性差，但物美价廉。
② 地形图存储介质：温度，湿度等存放环境会使地形图图幅产生不同程度的变形。
③ 地形图精度：地形图精度决定地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示）、成图方法有关。

1.3 空间传感器

利用全球定位系统GPS，结合雷达和激光测高仪等进行数据采集。

1.4 数字摄影测量方法

数字摄影测量方法是空间数据采集最有效的手段，它具有效率高、劳动强度低的优点。数据采样可以全部由人工操作，通常费时且易于出错；半自动采样可以辅助操作人员进行采样，以加快速度和改善精度，通常是由人工控制高程Z，由机器自动控制平面坐标X,Y的驱动；全自动方法利用计算机视觉代替人眼的立体观测，速度快，是DEM数据采集的主要发展方向。

2、DEM数据采样策略与采样方法

高程数据点的密度，是影响数字高程模型质量的主要因素。数据点太稀，则数字模型的精度差，数据太密，则增加了数据点数，增加了处理工作量以及不必要的存储。

2.1 沿等高线采样

形复杂的地区采用沿等高线跟踪的方式进行数据采集，等高线相对平滑的可以减少采样点的布设，等高线变化较大的多布设采样点。

2.2 规则格网采样

利用解析测图仪在立体模型中按规则矩形格网进行采样（对采样区域建立规则格网，每个格网内采一个样点，将其高程赋给格网），直接构成规则格网DEM。

2.3 剖面法

在剖面法中，只沿一个方向即剖面方向上采样。

2.4 渐进采样（Progressive Sampling）

渐进采样方法的目的是使采样点分布合理，即平坦地区样点少，地形复杂区的样点较多。渐进采样首先按预定比较稀疏的间隔进行采样，获得一个较稀疏的格网，然后分析是否需要对格网进行加密。

2.5 选择性采样

为了准确地反映地形，可根据地形特征进行选择采样，例如沿山脊线、山谷线、断裂线进行采集以及离散碎部点（如山顶）的采集。这种方法获取的数据尤其适合于不规则三角网DEM的建立，应用的较少。

2.6 混合采样

为了同步考虑采样的效率与合理性，可将规则采样（包括渐进采样）与选择性采样结合进行混合采样，即在规则采样的基础上再进行沿特征线、点采样。为了区别一般的数据点和特征点，应当给不同的点以不同的特征码，以便处理时可按不同的方式进行。利用混合采样可建立附加地形特征的规则格网DEM，也可建立附加特征的不规则三角网DEM。（数据的存储管理与应用较复杂）。

3、DEM数据采集过程中需要考虑的因素

3.1 地形曲面的几何特征。

地形表面可以通过具有特征意义的点和线划分成一系列单一的地貌形态。组成地形表面点和线可以分为两大类：特征要素和非特征要素。通过采集特征要素和非特征要素组合绘制单一的地貌形态以表示地形表面。

3.2 地形的复杂程度。

由于某些地形较为破碎，故而多设采样点可正确反映地形细部变化特征；尤其要注意坡度因子，是反映地形曲面复杂程度的重要因子，可以完整的组成地形曲面，还能表示地表的陡峭方向和大小。

3.3 地貌单元类型。

地貌类型影响采样数据点的分布和精度，其中基于坡度和高差的地形分类对数据采集具有指导意义。

地貌学
黄土地貌、风成地貌、喀斯特地貌、丹霞地貌
地理学
平原、高原、丘陵、低山、高山、极高山
-测绘学
地表坡度和高差

4. DEM数据采集质量控制

DEM用户应把重点放在数据来源和输入质量控制上，而不是学习复杂的内插方法。

4.1. 原始数据粗差检测与剔除

在测量过程中，发现由于测量仪器工作失常，或观测者疲劳、大意等因素造成的误差进行剔除。

粗差探测与处理的五种方法：
①基于趋势面的粗差探测与处理；
②三维可视化粗差监测技术；
③基于坡度信息的规则格网分布数据粗差探测技术；
④基于高程信息的不规则格网分布数据粗差探测方法；
⑤基于等高线采样数据的粗差探测方法。

4.2 原始数据的滤波处理

对于原始数据中的随机误差，可以采用局部窗口或中值滤波、均值滤波等的方法进行处理，以提高数据质量和DEM地形表达精度。在数据采集和重建过程中损失精度大于高程数值的万分之五时，则不能在对数据进行滤波处理。

5. DEM数据共享和利用

各个国家、地区和组织纷纷制定了相关领域的数据共享原则和数据交换标准，我国也适时颁布了我国DEM数据交换格式标准

5.1 我国DEM数据交换格式标准

DEMs数据体采取从北到南，从西到东的顺序，并以ASCII码的方式存储。

文件头分两类数据：一类是基本的必须的数据，一类是扩充的附加信息

5.2 我国不同比例尺DEM的特点

1:1万DEM：格网尺寸为12.5m × 12.5m
长江、黄河、黑龙江、珠海、淮河、辽河、海河。
1:5万DEM: 格网间距为25m ；平面坐标系以1980西安坐标系为大地基准，投影方式为高斯-克里格投影，以6度带分带方式分带。高程基准采用1985国家高程基准
1:25万DEM ：格网尺寸为100m×100m ；和3〞× 3〞两种，分布采用高斯-克吕格投影坐标系和地理坐标系存储。
1:100万DEM ：利用1:5万和1:10万地形图，按28.125〞× 18.750〞的格网间隔，采集格网交叉点的高程值经编辑处理而成。

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