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数字地面模型综述摘要：DTM作为地理空间定位的数字数据的集合，在GIS空间数据库中，能够反映地理基础、社会经济、资源与环境和地形等多方面的信息。本文在综述数字地面模型的数据来源到建立方法的基础上，应用DTM进行一系列的应用分析，并对应用方法进行总结。关键词:DTM;数字地面模型;应用前言数字地面模型通常简称为DTM(DigitalTerrain Model),是以数字来表达地球表面形态属性信息,对连续地面可利用任意坐标系中大量选择的、已知x、y、z的坐标点来表示。数字地面模型不完全等同于数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)。地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等,数字高程模型是某一范围内依一定规则选取的格网点的平面坐标及其高程的数据集,显然,当数字地面模型中z值为高 程 属 性 时 ,DTM就 是 DEM,而 DEM 是 建立DTM的基础数据。随着计算机的日益普及,数字化成图越来越受到人们的重视,数字地面模型(DTM)作为数字描述地理现象的技术日渐成熟。数字地面模型(DTM)利用已有的数据进行专业处理,然后利用计算机自动产生各类专业地学数据、图件并进行各类专业分析,为地理信息产品的生产提供数字基础。例如:某工程需要计算指定区域的图上面积、地表面积、地形剖面分析,建立地形三维模型、计算工程中的区域开挖工作量及土方运输量等均可应用DTM来完成。数字地面模型(DTM)作为描述地形特征的一种方法要求尽量还原地貌,为生产工程提供一种准确的数字基础。但是在实际工作中,地形错综复杂,自然地貌、人为地貌交错出现,给数字地面模型(DTM)的建立增加了难度,成为数字化成图的难点。DTM数据源 (1 )航摄像片和航天遥感图像从航空摄影像对可量取密集高程数据，用来建立田划。这主要适用于大比例尺的数字地形制图，土方估算等对高程精度要求较高的地形测绘和工程技术方面。从各类资源卫星得到的航天遥感图像经目视识别或计算机识别可提取各种资源环境信息，用来建立DIM，它主要用作小比例尺数字地形数据源。 (2)地形图主要以比例尺不大于1 10 000的近期基本地形图作数据源，量取中等密度数字高程建立DI划，也可从数字高程模型派生各种地貌因子，构成相应数字模型。另外，从各种比例尺的地形图中还可以提取水系、交通网、居民点、行政区界等数字信息，建立相应数字地面模型。 (3)地面实测记录 从各种地面实测记录可得到大比例尺田划数据。此外，从水文站、气象站、地质勘探、重力测量中得到的数据经内插后，亦可获得建立各类专题DTM数据。(4)各种专题地图(5)统计表和行政区域地图以数字高程模型为例，说明DTM形成的流程DTM能对地面形态进行定量分析，是资源和环境信息系统中不可缺少的组成部分，在地理信息系统的应用研究中具有重要的意义(见图1 )DTM包含很多信息，比如数字高程模型，它包含高程、高程差、平均高程、等高线、坡度、坡向、坡度变化率、地面形态、地表面粗糙度、地形剖面、脊谷线、沟谷密度、太阳辐射强度及可视区等信息。DTM在地图制图中的实际运用1、运用DEM绘制等高线图这种方式是通过格网点高程数据信息或者是将分散的高程数据信息依靠栅格追踪方法的相关原理转变为地面矢量等值线。运用DEM绘制等高线图方法能够运用到所有的利用格网数据方法来对地面等值线图进行绘制。2、运用DEM绘制地面晕渲图我们用模拟地形影子与落影的方式来表现出实际地形的方式就是晕渲图!这种方式是测绘中重要的地面制图的方式，可以在多种地形图、地理图或者专题地图中运用。而在传统的人工绘制的晕渲图过程中，费时费力，并且人们具有很大的主观因素。但是运用DEM数据来作为制图的信息源，用地面光照的客观反映的数学函数作为变量，然后再计算该栅格应当选取的输出的灰度值，通过这种晕渲图与矢量的层层叠加!展现出来的晕渲图更加客观与逼真，能够被广泛运用到实际制图中。3、DTM在土地整治中的应用土地整治是对土地开发、利用、治理、保护的总称。其任务是通过考察、评价、规划和管理，有计划、有步骤地合理开发、充分利用、积极治理和有效保护国土资源，协调经济发展与人口、资源、环境的关系，以达到促进国民经济发展，改善生态环境，提高人民物质与文化生活水平的目的。土地整治要综合利用各地区的国土资源，兼顾各部门、各地区的经济效益、生态效益和社会效益，具有多目标的特点。各项土地整治活动的侧重点虽不相同，但都应把土地的开发利用和治理保护结合起来，这样就要涉及自然、技术、经济、社会各种因素，其结果对不同的经济部门和地区带来的利弊得失不会完全一致，必须进行综合分析和综合平衡，处理好各方面的关系。要科学合理地对土地进行整治，就需要借助现代信息技术，应用DTM所承载的地形信息确定土地的坡度和其它地性特征分析，为土地整治提供技术基础。DTM作为地理空间定位的数字数据的集合，在GIS空间数据库中，主要涉及到地理基础、社会经济、资源与环境和数字地形四个方面的信息。其中，数字地形模型( Digital Terrain Model，以下简称DTM)是GIS的非常重要三维数据模型。目前GIS中三维信息的处理与分析大多都由DTM进行，它是各种地学分析、资源评价和辅助决策的重要基础性数据，有着广泛的应用领域。已广泛应用于包括农林、测绘、水利土木一1一几程、区域治理、灾情监测以及军事等。例如，将多种地面环境信息(人口密度、土地利用现状、降雨、土壤、气温、日照等)叠加在数字高程模型上，构成综合的数字地面模型，用于林业、农业、地质、通信、军事等领域进行区域规划、环境分析、防洪减灾、辅助决策、专题图绘制、三维显示、设备选址、战场模拟。本文通过DTM自动提取各种地形因子，进行土地整治与国土规划。DTM作为各种地学分析、资源评价和辅助决策的重要手段，用以确定在特定地表空间位置上的地形分布信息，有着广一泛的应用领域。应用DTM考察、评价、规划和管理上地资源空间信息，建立多目标的土地时空模型，对于当前国土资源管理部门开展的土地整治工作有着很大的应用前景。本文在综述数字地面模型的建立力一法基础_卜，探讨了应用DTM所承载的地形信息确定土地的坡度，以及DTM与整治设计模型的叠加模拟，将为土地整治工作提供技术手段。耕地坡度分级是第二次全国土地调查一项重要工作内容，也是国土整治的重要指标之一。坡度作为反映耕地地表形态的自然要素特征，是评价耕地等级、利用条件和水土保护的重要指标之一，也是制定耕地利用与保护及生态退耕政策的主要依据。 4、DTM在公路路线设计中的应用 在数模建立的基础上，只需把选定的平面线起讫点、交点的平面坐标及平曲线要素输入CAD系统，计算机便可自动从数模中内插路线设计所需的地形数据，配合路线优化及辅助设计程序快完成路线设计的各项内业工作，并输出各项成果设计文件。此外，利用数模可进行施工前的工程仿真设计，通过数模技术显示三维实体工程图像，进行工程设计的评估和修改，提高工程设计质量。数模在路线设计中的最大功能是在不需作进一步测量的情况下，比较所有可能的平面线形，进行路线平面优化及空间优化，从而找出最佳路线方案。数模从概念提出至今有了很大的发展，应用范围也越来越广泛。特别是近几年来，数模在公路路线设计中推广速度越来越快，应用越来越深入。随着航测、数模等技术的进一步发展，在施工图设计中，采用实测中桩加数模横断面的组合作为地面资料来设计，在需设置构造物的横断面作野外实测修正，将进一步缩短设计图期，降低设计成本。航测、数模等技术的发展、应用，将推动公路设计工作发生大的变革，进而更加适应我国公路建设高速发展的需要。展望数字地面模型是基于现代数学理沦和计算机科学以及软硬件发展起来的新兴技术，己经越来越广泛地应用于测绘和相关领域，国内外大多数地理信息数据平台软件均支持数字地面模型(或者DEM)数据的采集、提取、各类表示方法和模型的相互转换，支持诸如蓄积量/表面积计算、高程剖面分析、可视性分析、最佳/最短路径分析、水文表面流域分析、电子沙盘制作等模型应用，成为不可或缺的有力工具。参考文献1 王云帆、王庆，数字地面模型在土地整治中的应用研究。信息技术，19942J何苗、张双娟，浅谈数字地面模型。科技前沿，20123 包月长，大比例尺数字地面模型DTM的建立。地矿测