基于四等水准测量的城市DEM建立的可行性探讨

基于四等水准测量的城市DEM建立的可行性探讨

作者：汪仁银 韩立 王怡 陈锐 李开伟 来源：《新校园·上旬刊》2018年第03期

摘 要：数字高程模型（DEM）是地理信息系统的重要组成部分，是目前基础地理信息数据建库数据的重要组成部分。本文主要研究了创建城市数字高程模型的方法，论述了基于四等水准测量结合RTK高程数据采集的数字高程模型构建方法，包括如何进行四等水准控制网建立施测，高程点数据处理加密，以及基于规则格网法建立城市DEM的过程。通过项目的开展，介绍了创建城市数字高程模型的基本步骤，验证基于四等水准测量的城市DEM建立的可行性。

关键词：四等水准测量；DEM；可行性 一、引言

现阶段，行业对DEM的研究越来越深入，应用也越来越广泛。DEM 包含了大量的地表形态信息，从中可以得到坡度、坡向、水文等信息。结合相关地信软件，可以实现DEM的三维显示，再结合模型所蕴含的高程信息，有利于开展形象化的空间分析，从而更好地辅助救灾措施的制订、城市规划等。

城市三维的可视化是现代城市信息化发展的主要方向，是目前数字城市发展的主要内容，是数字地球建设的重要组成部分。这是一个庞大的、长期的、复杂的系统工程。如果拥有了城市 DEM 数据，对数据进行分析，可在灾害发生时及时了解灾害的发生情况，从而制订相关的救灾策略。对得到的 DEM数据和水文数据进行分析，获得洪水淹没的大致范围，再结合其他相关信息，可对特定情况进行情景模拟，从而更好地指导城市建设规划，制定正确的救灾措施。

二、DEM数据来源

现阶段，DEM数据获取主要有：TIN生成、文理数据获取、建筑物高度数据的获取。采样方法主要有：地面测量、摄影测量、立体遥感、GPS、地形图手扶跟踪数字化、地形图屏幕数字化、激光扫描、干涉雷达等。本文以四等水准控制测量为基础，结合RTK数据点采集加密的方法作为数据源，建立城市DEM。

三、基于四等水准测量建立城市DEM的运用

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WJ区规划管理局为了开展本区重点规划区域的竖向规划，在城市规划工作中合理利用地形，达到工程安全合理、经济实用、美观宜人的要求，开展了区域竖向规划测绘项目。 本次项目区境属典型的平原地，地势平坦，无山丘，海拔高度最低511.3 米，最高647.4米。河流均属岷江水系。截至2013年，本区土地总面积414万余亩。该区形成了以2条高速公路、9条县道公路和15条区内骨干道路为骨架，355条乡村道路纵横交错的路网。全区面积277.8平方公里，辖4街道6镇，重点规划区域包括主城区和5个镇区，重点规划区域约107平方公里。 1.外业数据采集 （1）四等规划水准测量

利用从四川省测绘地理信息局购买的一等水准测量成果，作为本次测区四等水准测量的高程起算点，沿道路组成四等水准路线（网），在水准测量前编制水准测量专业技术设计，经甲方批准后开展后期测量工作。本次四等水准测量工作利用国家一等水准点2个。待测水准点共计58个，其中四等水准控制点成果27个。加密点成果51个，观测测段数共计74条，构成三边闭合网共计41个。经过外业数据采集和内业平差操作，本次四等水准控制网中每公里高差中数偶然中误差、每公里高差中数全中误差、闭合差等主要精度指标全部合格。 （2）RTK实测高程点

特征点应包括山顶、凹地、鞍部等；特征线应包括河流、水库、湖泊等水系边线，道路边线，山脊线，沟谷线，断裂线等。水库、湖泊等封闭水域应按面状要素采集，并与上下游及周边高程相协调。 2.内业DEM生产

利用数字线划图成果中的等高线、高程点、面状水体信息，辅以地形特征点、特征线等，经过数学内插生产数字高程模型成果。具体流程包括：带高程信息要素提取—数据编辑—构TIN—内插DEM—DEM裁剪—DEM接边—DEM质量检查。 3.项目成果

根据外业水准测量与RTK实测高程数据，通过ArcGIS软件构建高程DEM模型。利用城市规划局已有区域地形图原始数据中的建筑物数据，得到建筑物底面数据，确定底面高程值，由底面数据得到顶面数据，并利用层数属性得到建筑物顶面高程值。利用顶面数据生成建筑物DEM，完成城市DEM。 四、结论

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第一，如果要得到符合真实情况的城市数字高程模型，选择适当的隔断线是必要的。隔断线的使用可以表示出地形的突变。另外，对于道路等人类活动中的地物，隔断线的选择可以将其突出表现出来。在构网过程中，选取隔断线后，同时要注意到该隔断线是有高度的还是无高度的，隔断线高度有无影响与隔断线相关高程点的构网。

第二，高程点的加密。由于无高度隔断线的存在，在进行格网构建时，会出现高程值与真实地形高程不符的情况，此时需要对高程点进行适当的加密操作。而有高度的隔断线则不需要考虑高程点加密的问题。

第三，结合四等水准控制测量完成高程控制点制作。结合RTK高程碎步点采集的方法可用于城市DEM的建立过程。 参考文献：

[1]李廷廷.城市数字高程模型构建方法的研究[D].青岛：山东科技大学，2012. [2]李建松.地理信息系统原理[M].武汉：武汉大学出版社，2006.

[3]马驰，宋卫东.利用DWG格式地形图建立城市DEM[J].鞍山科技大学学报，2004（5）.