基于VirtuoZo NT系统制作DEM方法的研究

2012-06-29李敬园

城市勘测 2012年4期

李敬园

(新疆电力设计院，新疆乌鲁木齐 830000)

1 引言

随着社会发展建设的需要，数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)已成为国家基础数字测绘产品之一，已被广泛用于城市规划与建设之中。本文从DEM数据采集、数据处理、DEM精度检核几个方面出发，通过利用原始资料和改进作业方法，来制作高精度的DEM。

2 数字高程模型数据的采集

数字高程模型数据源很多，主要有外业数字化和内业矢量两种。两者各有利弊，保证了精度降低了效率;效率提高但精度又难保证。分析两种作业方法，采用矢量地形图提取特征点线，来制作特征母线文件，作为数字高程模型的初始值，来制作DEM。通过航空摄影影像建立立体影像，来检查DEM是否与地面地貌吻合。当DEM与地形不吻合时，通过立体模式下添加特征点线来控制DEM的精度。

对于数字线划图特征文件要转换成为VirtuoZo NT所需要的格式，对特征文件提取的原则为:

(1)将所有特征线换成多点折线Lwpline。

(2)保留能反映地貌的特征点、线;如高程点，等高线，道路，水系，地界等。

(3)删除地物符号和字符信息所在的图层。

编辑好的特征点线文件，放到VirtuoZo NT系统DEM Maker能够识别的11 000图层中。

由于原始资料的欠缺或地形的改变，在立体模式下采集特征点线，来完善DEM。在VirtuoZo NT系统中DEM Maker是一个交互式编辑的模块，在特征文件与立体模式对DEM编辑中要注意:

(1)特征线全部为3D线。

(2)特征线应严格切准地面，并保证足够的数量。

(3)特征线应保持连续(如大山的整个山脊线、山谷线等)。

(4)特征线之间不应相交。

特征点线的选取:

(1)已进行过数字线划地图DLG量测，则可直接引用等高线、高程点、陡坎、水系、道路等有地表高程信息的要素。

(2)特征点:山顶、凹地、鞍部等地形特征点;

(3)特征线:反映地形变化的山脊线、沟谷线、断裂线、坡脚线等。

通过对特征母线文件的制作和立体模式添加特征数据，数字高程模型数据的采集基本上就做好了，其基本流程如图1所示。

图1 特征母线文件制作流程

3 数字高程模型表面建模

VirtuoZo NT中运行DEM Maker模块，通过引入所建的特征文件.Dxf文件。运用这些特征点的高程数据来进行数字高程模型表面建模，由于VirtuoZo NT系统DEM Maker模块可以在立体模型下对特征文件进行编辑生成DEM，所以在表面建模中要注意，整体建模和局部建模统一。

图2 DEM数字高程模型建立

在VirtuoZo NT中，在立体模式下通过佩戴红绿眼镜来观测所建立的模型与实际地形的拟合程度，对于没有贴近地面的格网，要通过添加特征点和特征线，然后通过局部建模运算(添加特征点线后再选中这个区域从新建立TIN)使数字高程格网与实际地表吻合。当所有格网检查与地貌吻合后就可以导出DEM数字高程模型。

4 DEM精度检验

由于采用数字线划图和立体模式下立体量测生成DEM，所以在质量控制上要从线划图开始，在立体模型下剔除粗差特征点所引起的拉伤和扭曲的变形点，通过在立体模型下添加模型点来纠正DEM。在制作好的DEM中通过三维模型下和等高线叠加的方法来检测DEM精度。

4.1 三维可视化的粗差检测与剔除

与随机噪音相比，粗差对数字高程数据所反映的空间变化的扭曲更为严重。在有些情况下，粗差的存在会导致DEM及产品严重失真甚至完全不能接受。因此，通过DEM与正射影像叠加建立三维模型，通过建立的三维模型查找到拉伤、扭曲的影像，在此区域内通过立体模型下剔除粗差，通过添加特征点达到精化DEM目的。这样便可以快速准确地判断出异常点。