文 献 综 述

数字高程模型(DEM)，也称数字地形模型(DTM)，是一种对空间起伏变化的连续表示方法。由于DTM 隐含有地形景观的意思，所以，常用DEM，以单纯表示高程。尽管DEM 是为了模拟地面起伏而开始发展起来的，但也可以用于模拟其它二维表面的连续高度变化，如气温、降水量等。对于一些不具有三维空间连续分布特征的地理现象，如人口密度等，从宏观上讲，也可以用DEM 来表示、分析和计算。

DEM 有许多用途，例如：在民用和军用的工程项目(如道路设计)中计算挖填土石方量；为武器精确制导进行地形匹配；为军事目的显示地形景观；进行越野通视情况分析；道路设计的路线选择、地址选择；不同地形的比较和统计分析；计算坡度和坡向，绘制坡度图、晕渲图等；用于地貌分析，计算浸蚀和径流等；与专题数据，如土壤等，进行组合分析；当用其它特征(如气温等)代替高程后，还可进行人口、地下水位等的分析。

建立DEM的方法有多种。从数据源及采集方式讲有：(1)直接从地面测量,例如用GPS、全站仪、野外测量等;（2）根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获取,如立体坐标仪观测及空三加密 法、解析测图、数字摄影测量等等;(3)从现有地形图上采集，如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集然后通过内插生成DEM等方法。DEM内插方法很多,主要有整体内插 、分块内插和逐点内插三种。整体内插的拟合模型是由研究区内所有采样点的观测值建立的。

DEM 的表示方法有四种(1)拟合法：拟合法是指用数学方法对表面进行拟合，主要利用连续的三维函数(如富立叶级数、高次多项式等)。但对于复杂的表面，进行整体的拟合是不可行的，所以，通常采用局部拟合法。局部拟合法将复杂表面分成正方形的小块，或面积大致相等的不规则形状的小块，用三维数学函数对每一小块进行拟合，由于在小块的边缘，表面的坡度不一定都是连续变化的，所以应使用加权函数来保证小块接边处的匹配。用拟合法表示DEM 虽然在地形分析中用的不多，但在其它类型的机助设计系统(如飞机、汽车等的辅助设计)中应用广泛。(2)等值线：等值线是地图上表示DEM 的最常用方法，但并不适用于坡度计算等地形分析工作，也不适用于制作晕渲图、立体图等。(3)格网DEM：格网DEM 是DEM 的最常用的形式，其数据的组织类似于图像栅格数据，只是每个象元的值是高程值。即格网DEM 是一种高程矩阵。其高程数据可直接由解析立体测图仪获取，也可由规则或不规则的离散数据内插产生。(4)不规则三角网DEM(TIN)：不规则三角网DEM 直接利用原始采样点进行地形表面的重建，由连续的相互联接的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的观测点的密度和位置。不规则三角网DEM 的优点是：能充分利用地貌的特征点、线，较好地表示复杂地形；可根据不同地形，选取合适的采样点数；进行地形分析和绘制立体图也很方便。其缺点是：由于数据结构复杂，因而不便于规范化管理，难以与矢量和栅格数据进行联合分析。所以,TIN和GRID是DEM的两种不同的表达方式，通常所说的DEM 即指格网DEM 和不规则三角DEM，地形分析也基于此。
数字高程模型数据库（DEM数据库）是由数字高程模型组成的空间数据库。总的来说，建立DEM数据库的目的就是要把单个数字高程模型合理地、有效地组织在一起，满足对整个区域以及局部区域进行快速定位，显示、查询和分析以及输出功能。建库的核心问题包括：整个区域DEM数据库的正确性；数据库的有效性。

1.数据库内容的正确性: DEM数据库的正确性包括数据内容的定义、数据描述的完整性、位置精度、高程精度和数据的逻辑一致性。对1:1 万DEM 数据库来说，数据的定义和完整性体现在《1:1万DEM 数据采集技术规程》和元数据以及相关文档中。重要的问题是如何保证数据库的精度和逻辑一致性。2.数据库的有效性: (1) 适用性。数据库必须满足主要用户的应用需求，并充分兼顾潜在用户对数字产品和模拟产品的需求。目前DEM 数据库主要为防洪减灾系统服务，由于DEM应用的广泛性，所建立的DEM 库应考虑其他部门和领域的应用，从而发挥最大的经济和社会效益。(2) 正常运行。数据库必须做到迅速地显示、查询，使之始终保持正常运行，可以及时地提供数据产品。(3)可扩充性。数据库必须满足增加、修改和删除的原则，使数据库可以方便地扩充、修改和更新。(4)兼容性。数据库必须保证与其他比例尺的基础地理信息数据产品的相关，使数据库在数学基础、坐标系统以及产品一致性方面相关。数据库和该比例尺的其他系统兼容，使系统可随时调用该比例尺其他数据库中的数据。(5) 规范性。数据库中的数据必须和原始资料相一致，数据质量可靠。数据标准，规范。

参考文献

[1]蒋辉，潘庆林，刘三枝．.数字化测图技术及应用[M] ．.北京：国防工业出版社，2006年1月．

[2] 焦绪青. 数字高程模型(DEM)数据库建设探讨[J] . 科技情报开发与经济，2007，28.

[3] 李志林，朱庆．数字高程模型[M]．武汉：武汉大学出版社，2001.7

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