数字高程模型(dem)地构建及其在城市规划中地的应用

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12、UC加好友发短信等级：版主帖子：110积分：943威望：0精华：1注册：2008-7-1012:17:54数字高程模型（DEM）的构

13、建及其在城市规划中的应用  PostBy：2008-7-3017:35:31 数字高程模型（DEM）的构建及其在城市规划中的应用吕春英佟庆远李王锋赵冬泉摘要：数字高程模型（DigitalElevationModel，简称DEM）是指一定区域范围内规则格网点的平面坐标及其高程的数据集或者是经纬度和海拔高度的数据集。目前，DEM广泛应用于城市规划和设计领域。本文就城市规划研究中涉及的数字高程模型（DEM）的数据采集方式和常用生成方法进行了分析，并通过具体规划实例探讨其在城市规划中的应用。关键词：DEM，城市规划1引言   数字地形模型（DigitalTerrainModel，简称D

14、TM）是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（DEM）[1]。DEM通常用地表规则格网单元构成的高程矩阵表示，广义的DEM还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。   DEM数据包含了丰富的地形、地貌、水文信息，它能够直观展现一个地区的地形、地貌特征，通过DEM可以提取大量的地表形态信息，如坡度、坡向、水系等等，因此DEM常被用于各种地形特征的定量分析和三维立体等专题图的绘制。目前，DEM数据已成为城市规划的重要基础数据，借助各种GIS软件，对DEM数据进行分析和三维显示，能够更好的

15、辅助城市规划。本文通过大量案例分析，展示了DEM在城市规划中的应用。2DEM的生成方法2.1DEM数据采集方法   为了构建DEM，首先要获取一些点的三维坐标，即获取DEM数据源。DEM数据源的采集方式主要有以下几种：1）地面测量，利用自动记录的测距经纬仪（如电子速测经纬仪、全站仪等）在野外直接测量；2）现有地图数字化，对已有底图上的信息（如等高线）进行数字化，如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集法等；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；4）数字摄影测量，利用附有的自动记录装置的立体测图仪和立体坐标仪、解析测图仪及数字摄影测量

16、系统，进行人工、半自动或全自动的量测来获取数据。这几种方法各有优缺点[3]（见表1），目前较为常用的方法是数字摄影测量和地形图数字化。表1DEM数据源采集方式比较表采集方式特点应用范围野外测量精度很高，但效率较低、成本较高，不易更新应用于小范围区域，特别的工程项目或内插DEM的检测地形图数字化精度取决于地形图比例尺，效率较高、成本较低，但数据更新具有周期性应用于中小比例尺DEM的制作摄影测量精度较高，效率较高，但成本较高，数据更新具有周期性应用于国家乃至全球范围的数据采集立体遥感（spot等）数据更新快，精度较低，效率较高，成本较低国家乃至全球范围内的数据采集激光扫描、干涉雷达

17、数据更新很快，精度很高，效率较高，但成本较高高分辨率的各种应用2.2DEM生成方法   通常在城市规划中收集到的资料是AutoCAD格式的矢量地形图。利用GIS软件可以从地形图中提取出标高点、等高线、河流、水库等信息。根据提取的信息和应用方向的不同，选择不同的插值方法生成DEM。1）由高程点直接插值成规则格网DEM当地形图中等高线较破碎或者等高线的高程属性数据与高程标注不一致时，可以将高程标注点转为点图层，从点图层直接插值成DEM，ArcGIS的空间分析模块和3D模块都提供了由高程点插值成栅格图的方法，包括反距离加权插值法（IDW）、样条插值法（spline）和克里格插值法（k

18、riging）等。当采样点足够密集，能够表现区域地形变化情况时可以选用反距离加权插值法；样条插值法采用一种数学函数来估计高程值，它会最小化表面的曲率，生成精确通过采样点的一个平滑渐变的曲面，但估计值可能会超出采样点的高程值范围；克里格插值法则适合于采样点中有着距离或方向上的空间相关性时使用[3]。在具体工作过程中，要根据数据情况选择合适的插值方法生成DEM数据。2）由高程点、等高线等插值成不规则三角网（TIN），再转为规则格网DEMArcGIS的3D模块中提供了由点、线、面等共同插值成TIN