基于地理国情数据数字高程模型的制作方法与工艺流程

麻　静（新疆维吾尔自治区第一测绘院，新疆　　昌吉　831100）

基于地理国情数据数字高程模型的制作方法与工艺流程

麻静
（新疆维吾尔自治区第一测绘院，新疆昌吉831100）

摘要：精细化DEM是国情普查中地形地貌统计分析的基础。

关键词：数字高程模型；地理国情；作业流程

数字高程模型是地理国情普查中基础数据成果的重要组成部分，由数字高程模型派生形成的坡度、坡向等数据是地形地貌统计分析的基础。

我国国家基础地理信息数据库中，1：10000数字高程模型数据成果格网尺寸为5m。为了更精细地反映地形特征，以满足地理国情分析统计和其他相关应用的需要，地理国情普查中充分发挥现有1：10000数字高程模型相关数据源的作用，进一步细化生成多尺度数字高程模型数据，基于1：10000数据源，数字高程模型的格网尺寸统一细化为2m。

1　数学基础

（1）大地基准：2000国家大地坐标系。

高程基准：1985国家高程基准，高程单位为“米”。

投影与分带：采用高斯-克吕格投影，3°分带，坐标单位为“米”。

（2）空间单元及编号

按照GB/T13989-2012《国家基本比例尺地形图分幅和编号》执行。

（3）格网间距

格网间距为2m，格网间距在X、Y轴方向的分辨率应一致。

DEM数据不加带号。

（4）起止格网点确定

起止格网中心点的坐标应根据四个图廓点坐标进行计算，公式为：

X起=XMAX=[INT[MAX（X1，X2，X3，X4）/△d]+1]×△d–△d/2

Y起=YMIN=INT[MIN（Y1，Y2，Y3，Y4）/△d]×△d+△d/2

X止=XMIN=INT[MIN（X1，X2，X3，X4）/△d]×△d+△d/2

Y止=YMAX=[INT[MAX（Y1，Y2，Y3，Y4）/△d]+1]×△d–△d/2

式中：

X1，Y1，…，X4，Y4为四个图廓坐标（+X指北，+Y指东），单位为米；XMAX，YMIN为DEM起始格网中心点坐标，单位为米；

XMIN，YMAX为DEM终止格网中心点坐标，单位为米；

△d为格网间距。

（5）有效高程数据范围

①以2000国家大地坐标系理论内图廓线的外接矩形为界的范围内所有DEM高程皆有效。

②DEM的范围根据起止格网点计算公式所计算的结果再向四周增加三行三列高程格网点，便于DEM拼接以及带间接边处理。

③DEM数据接边区域所有同名格网点高程值应保持一致。

（6）高程精度

本测区地貌复杂，包含平地、丘陵地、山地、高山地，精细化DEM高程精度的指标和要求按表1规定的限差执行。森林覆盖等隐蔽地区、沙漠地区的高程中误差可按表中规定的高程中误差的1.5倍计。采样点数据最大误差为高程中误差的两倍。高程值取位保留1位小数。具体见表1。

2　基于已有DEM的作业流程

对已有1：10000DEM数据进行整合处理，统一坐标系统和投影方式，处理高程异常值，按2m格网进行重采样，并进行拼接与裁剪，采用高精度检测点检查，生成符合要求的成果数据。生产作业流程如图2所示。

3　存在的主要问题及解决办法

（1）原始DEM中高程点错误问题及处理

在对原始资料分析过程中，发现原始DEM数据中存在局部高程与相邻像素相差较大且与原始DLG数据矛盾的情况。

针对此类情况的处理办法：使用开发室修改高程工具，对重采样后的DEM进行内插等高线方法调整处理。

（2）数据跨带处理

首先将栅格数据定义到它本身的坐标系，如要将26带的数据投影到25带，先将数据定义到26带，其次，将定义后的数据投影到目标带上。

（3）等高线穿过水面问题处理

选取1：10000DLG数据源中面积大于400m2的静止水域，如湖泊、水库、池塘等。当水域内等高线根数在2根（含2根）以内的，根据相邻等高线或高程点估读其水涯线高程做水平处理；当水域内等高线根数在3根（含3根）以上的，没有做水平处理。

表1　DEM精细化生产高程精度分类表

（4）DEM检测点数目不够的处理

当DEM图幅检测点不满足28个点时（一幅图），我院的处理方法是不足数目检测点图幅要从高程点中提取检测点。

检测点高程与DEM高程相差较大时，应首先分析检测点情况，若检测点在房顶、围墙顶、土包、小草丘等位置时，应按照刺点片所描述将其高程移至地面；若检测点为未参与定向的加密点，在保证图内至少4个检测点的前提下，可将其删除，不做为检测点；其余情况，可以该检测点为中心，对一定范围内的DEM格网点进行过渡调整。有高程错误的点，根据周围DEM高程内插解决。

（5）高程精度检查问题

因本测区地形复杂，高精度的控制点和加密点稀少且不均匀，无法满足一幅图4个高精度检测点。故均匀提取DLG数据高程点参与高程精度检查。

（6）在检测点整理软件使用时，拆分数据出现错误日至，但还是可以拆分的处理方法：

检测点拆分可以不用整理软件拆分，后期检测时4DCHECKER可以解决这类问题；在本项目的作业中，利用先进的生产设备，最前沿的作业技术进行生产。通过自身作业的经验，利用作业人员的长处，在ArcGIS软件中，并嵌入自编的程序，开创了一个全新的作业流程，大大提高了作业速度和作业质量。

3　引用文件

（1）GB/T17798-1999《地球空间数据交换格式》

（2）GB/T13989-2012《国家基本比例尺地形图分幅和编号》

（3）CH/T1015.2-2007《基础地理信息数字产品1∶100001∶50000生产技术规程第2部分:数字高程模型（DEM）》。

参考文献

[1]胡勇修，陈翠婵.基于大比例尺数字高程模型DEM制作方法的经验和体会

[J].测绘与空间地理信息，2013，36（07）：187-189.

中图分类号：P208

文献标识码：A

作者简介：麻静，1991年毕业于国家测绘局郑州测绘学校，于1998年在新疆大学计算系进行专科的函授学习，于2007年参加天津大学计算机系的本科函授学习。现任计算机制图工程师，主要从事地理信息数据的加工处理工作。