CHT 9044-2025 全球地理信息资源 数字高程模型生产技术规范标准立项发展报告

全球地理信息资源数字高程模型生产技术规范StandardizationDevelopmentReport:TechnicalSpecificationforGlobalGeographicInformationResources-DigitalElevationModelProduction摘要随着全球地理信息资源建设工作的深入推进，数字高程模型（DEM）作为最基础、最核心的地理空间数据产品之一，其生产技术和质量要求在国内外均受到广泛关注。目前，我国尚未形成专门针对全球尺度数字高程模型生产的技术标准，现有相关标准主要面向国家或区域尺度，难以满足全球地理信息资源建设对标准化、规模化、精细化生产的需求。为填补这一标准空白，推动全球地理信息资源建设工作规范化发展，特立项制定《全球地理信息资源数字高程模型生产技术规范》（标准编号：CH/T9044-2025）。本标准由行业标准-测绘归口管理，于2025年发布，将于2025年12月1日正式实施。本标准系统规定了全球数字高程模型生产的技术流程、数据源选取、控制信息处理、误差分析与质量控制等技术要求，适用于利用立体影像、激光雷达、干涉合成孔径雷达等多种数据源开展全球范围数字高程模型生产的技术管理与质量评定。本报告的编制旨在系统阐述该标准的立项背景、编制原则、主要技术内容和预期效益，为标准宣贯实施和后续完善提供参考依据。关键词：全球地理信息资源；数字高程模型；生产技术规范；测绘标准；质量控制；标准化一、引言1.1标准立项背景数字高程模型（DigitalElevationModel，DEM）是描述地表起伏形态的空间数据模型，是地理信息系统中最重要的基础数据之一，广泛服务于国土测绘、生态保护、灾害监测、交通规划、国防建设等诸多领域。近年来，随着我国综合国力的提升和全球治理参与度的加深，建设全球尺度地理信息资源已成为国家战略需求。2018年以来，自然资源部组织开展了全球地理信息资源建设专项工程，旨在构建覆盖全球、多类型、多尺度的地理信息数据资源体系，为"一带一路"倡议、全球生态遥感监测、极地科考、深海探测等国家重大战略提供基础测绘保障。在全球地理信息资源体系中，数字高程模型是不可或缺的核心数据产品。然而，全球尺度DEM生产与传统的国家或区域尺度DEM生产存在显著差异：数据源类型更加多样，涉及多源卫星遥感数据；覆盖范围广、跨经纬度大，涉及不同坐标参考框架的转换；地形条件复杂多变，涵盖高山、沙漠、冰川、海域等多种地貌类型；精度控制难度大，需统筹顾及不同数据源精度差异和区域适应性。上述特点对生产技术提出了更高要求，亟需制定专门的技术标准予以规范。1.2现行标准分析目前，我国已发布的涉及数字高程模型的技术标准主要包括：-GB/T33178-2016《数字高程模型质量要求》：侧重DEM数据产品的质量指标和质量评定方法，适用于国家基本比例尺DEM成果的质量检验；-CH/T9024-2014《三维地理信息模型数据产品质量检查与验收》：主要面向三维地理信息模型数据产品，DEM并非其核心对象；-CH/T9008.2-2010《基础地理信息数字成果1:5001:10001:2000数字高程模型》及CH/T9021-2013《国家基本比例尺地图1:5001:10001:2000数字高程模型》：均面向大比例尺（中、小范围）应用场景，适用于国家基本比例尺地形图数据生产，其技术指标体系与全球尺度DEM生产在数据源、技术流程、精度要求等方面存在明显差异；-CH/T9028-2018《数字表面模型生产技术要求》：侧重于数字表面模型（DSM）生产，与DEM在技术环节上有交叉但产品定义和应用导向不同。上述标准在一定程度上为我国DEM生产提供了技术依据，但均未系统覆盖全球尺度DEM生产的特殊技术要求。全球地理信息资源建设中，DEM生产面临的多源数据融合处理、无地面控制点条件下的大区域高程精度控制、跨区域分幅接边等问题，在现行标准中缺乏明确的技术规定和作业指导。因此，制定专门针对全球尺度DEM生产的技术规范具有迫切的现实需求。1.3标准定位与意义本标准（CH/T9044-2025）的制定将在以下方面发挥重要作用：第一，填补标准空白。本标准将成为我国首部面向全球尺度数字高程模型生产的技术规范，填补现行标准体系中全球尺度DEM生产技术标准的空白，完善测绘地理信息标准体系。第二，支撑重大工程。为全球地理信息资源建设工程中DEM生产提供统一的技术依据，保障工程实施的技术一致性、成果规范性和质量可靠性。第三，推动技术进步。通过标准化手段推广先进、成熟的遥感测图技术和方法，促进卫星立体测图、激光测高、InSAR等新技术在全球DEM生产中的工程化应用。第四，接轨国际标准。在全球DEM生产领域建立与我国国情相适应的技术指标体系，为参与国际测绘技术合作和标准互认奠定基础。二、标准编制单位概况本标准由自然资源部测绘标准化研究所牵头，联合国家基础地理信息中心、自然资源部国土卫星遥感应用中心、中国测绘科学研究院、陕西测绘地理信息局、武汉大学等单位共同起草。以下重点介绍牵头单位——自然资源部测绘标准化研究所。自然资源部测绘标准化研究所（以下简称"研究所"）是我国测绘地理信息领域唯一的专业性标准化研究机构，其前身为成立于1984年的国家测绘局测绘标准化研究所，2018年随机构改革更名为现名。研究所主要承担测绘地理信息标准化发展战略与规划研究、标准制修订技术审查、重要基础性和通用性标准研制、标准实施效果评估与反馈，以及测绘地理信息标准化国际交流与合作等工作。研究所设有标准化理论研究室、地理信息标准化研究室、遥感与摄影测量标准化研究室、卫星导航定位标准化研究室等多个业务部门，拥有一支理论功底扎实、实践经验丰富的标准化研究团队。研究所在职科研人员中，具有高级职称人员占比超过50%，多人担任全国地理信息标准化技术委员会（SAC/TC230）委员及分技术委员会委员。建所四十年来，研究所先后主持和参与制修订国家标准、行业标准200余项，包括GB/T13923《基础地理信息要素分类与代码》、GB/T33178《数字高程模型质量要求》、GB/T39623《基础地理信息数据库建设规范》等一系列在行业内具有广泛影响力的重要标准。研究成果获省部级科技奖励30余项，为我国测绘地理信息标准化事业发展作出了突出贡献。在本标准的编制过程中，研究所充分发挥其在标准化理论研究和技术协调方面的核心优势，负责标准的总体框架设计、技术内容统筹协调、标准文本编写组织和征求意见汇总处理等全过程管理工作，为标准的科学性、规范性和协调性提供了有力保障。同时，研究所充分吸纳各参与单位在卫星遥感测图、全球DEM生产实践和测绘质量控制等方面的技术经验，确保标准内容既立足我国技术实际，又兼顾国际技术发展趋势。三、标准编制原则与依据3.1编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：（1）科学性。标准技术指标的确定以科学试验和生产实践数据为依据，充分反映全球DEM生产的技术规律，确保各项技术规定的合理性、可行性和可验证性。（2）协调性。注重与现有国家标准、行业标准的衔接协调，在术语定义、技术流程、质量指标等方面与GB/T33178《数字高程模型质量要求》、CH/T9028《数字表面模型生产技术要求》等标准保持一致，避免标准间的矛盾冲突。（3）可操作性。标准条文力求具体、明确，技术流程和方法步骤清晰，便于生产单位直接使用和作业人员执行。对关键环节和难点问题给出明确的技术规定和作业指导。（4）先进性。充分吸纳国内外全球DEM生产的最新研究成果和工程实践经验，合理引入卫星立体影像、激光测高、干涉合成孔径雷达等新技术方法，体现当前技术发展水平。（5）开放性和适用性。统筹考虑不同类型数据源（光学立体影像、激光雷达、InSAR等）和不同作业模式的技术需求，为技术发展和工艺更新预留空间。3.2编制依据本标准编制主要依据以下法律法规和标准化文件：-《中华人民共和国测绘法》（2017年修订）-《中华人民共和国标准化法》（2017年修订）-《测绘地理信息标准化管理办法》-《测绘地理信息标准体系》（2017年修订版）-自然资源部《全球地理信息资源建设总体方案》-GB/T33178-2016《数字高程模型质量要求》-GB/T37908-2019《全球地理信息资源数据产品规范》-GB/T39623-2020《基础地理信息数据库建设规范》-ISO19130《地理信息影像传感器地理定位模型》等系列国际标准-相关技术规程和行业标准四、标准主要技术内容4.1范围界定本标准规定了全球地理信息资源数字高程模型生产的技术准备、数据源选取与处理、控制信息处理、DEM生产制作、质量检查与成果上交等技术要求，适用于利用光学立体影像、激光雷达点云、干涉合成孔径雷达数据等一种或多种数据源开展全球尺度数字高程模型生产的技术管理、生产作业与质量评定。4.2规范性引用文件标准规范性引用文件主要包括：-GB/T33178-2016数字高程模型质量要求-GB/T37908-2019全球地理信息资源数据产品规范-GB/T14911测绘基本术语-GB/T30170地理信息基于坐标的空间参照-CH/T9028-2018数字表面模型生产技术要求-CH/T9021-2013国家基本比例尺地图1:5001:10001:2000数字高程模型4.3关键术语定义本标准对以下核心术语进行了规范定义：-全球数字高程模型：覆盖全球陆地区域、以规则格网形式表达的连续地表高程模型，反映地球表面自然和人工地物的高程信息。-参考椭球面：为全球DEM数据提供统一高程基准的数学参考面。-高程基准：全球DEM采用的地球椭球面为高程参考面。-多源数据融合：将不同传感器、不同时相、不同分辨率的数据源进行联合处理，生成统一的DEM产品的技术过程。-无控定位：在不依赖地面控制点的情况下，利用卫星轨道参数和传感器姿态参数直接进行影像地理定位的技术方法。-分幅接边：将相邻分幅的DEM成果进行相邻图幅的平滑过渡和精度衔接处理。4.4全球地理信息资源数字高程模型生产技术流程总体框架全球地理信息资源数字高程模型生产技术流程主要包括以下环节：资料收集与分析、技术设计、数据源选取与处理、控制信息处理、DEM生产制作、质量检查与评定、成果整理与上交等。标准对每个环节的技术要求和作业方法进行了系统规定。4.5数据源选取与处理标准规定，全球DEM生产的数据源主要包括高分辨率光学立体影像、激光雷达点云和干涉合成孔径雷达数据。数据源选取应统筹考虑覆盖范围、空间分辨率、时效性、精度指标以及获取成本等因素。其中，光学立体影像宜选择同轨立体或异轨立体获取模式，影像侧视角不宜大于25°，太阳高度角不宜低于20°；激光雷达数据应满足点云密度和垂直精度要求；InSAR数据应综合考虑时间去相干和空间去相干因素。多源数据组合使用时，应进行数据源精度匹配分析，确保不同数据源精度水平协调一致。4.6控制信息处理针对全球区域范围广、地面控制资料获取困难的实际情况，标准提出了以卫星轨道参数、精密星历数据和激光测高控制点为主要控制信息源的技术方案。标准规定：应优先利用ICESat/ICESat-2等星载激光测高数据、GPS跟踪站坐标等信息构建控制点库，控制点的分布密度和精度应根据DEM格网尺寸和精度要求综合确定，控制点应均匀分布，避免出现控制空白区。同时，标准对控制信息处理的技术流程和质量要求进行了规定。4.7DEM生产制作标准对DEM生产的核心技术环节作出了详细规定，主要包括以下几个步骤：区域网平差、影像匹配与点云生成、滤波分类、高程格网内插、精度评估与编辑处理、镶嵌拼接等。标准要求，区域网平差应采用稀疏或密集控制点进行整体平差解算，平差后连接点和控制点的残差应满足规定限差要求；点云滤波后地面点密度应满足最终格网内插精度需要；高程内插宜采用考虑地形特征的插值算法，保持地形特征线的合理表达；精度评估应结合检查点进行，检查点应独立于控制点。4.8质量控制标准从过程控制和成果检验两个维度构建了全球DEM生产的质量控制体系。过程控制方面，要求对数据源质量、控制信息精度、中间处理成果等关键节点进行质量检查。成果检验方面，标准规定了DEM成果的格网间距、高程精度、空值区域比例、接边精度等质量指标的检验方法和评定标准。高程精度评定宜采用独立检查点法，检查点应均匀布设于不同地形类别区域。精度评定结果应分级给出中误差统计值。4.9成果整理与上交标准规定了全球DEM成果整理与上交的内容和要求，包括DEM成果数据文件、元数据文件、质量检查报告、技术总结报告等。标准同时明确了成果数据的组织形式和命名规则。五、标准实施预期效益评估与展望5.1预期效益评估本标准的发布实施预期将在以下方面产生显著效益：（1）技术规范效益。标准统一了全球DEM生产的技术流程、精度指标和作业方法，可有效规范和指导生产作业行为，减少因技术标准不统一而导致的成果差异和重复劳动。（2）质量保障效益。通过明确过程控制和成果检验的技术要求，建立从数据源、控制信息到最终成果的全链条质量控制机制，为保障全球DEM产品质量提供了标准化手段。（3）工程管理效益。为全球地理信息资源建设工程中DEM生产的任务下达、过程监督、成果验收和质量评定提供了标准化依据，有利于提高工程管理的规范化和精细化水平。（4）成果应用效益。标准的实施将有助于提高全球DEM成果的一致性和可比性，提升数据成果在国土规划、生态保护、防灾减灾、交通水利等国民经济各领域的应用效果。5.2未来展望随着卫星遥感技术、人工智能和云计算技术的快速发展，全球DEM生产技术将持续演进。本标准在编制过程中充分考虑了技术的开放性和可扩展性，为后续技术的升级迭代预留了空间。展望未来，全球DEM生产将向更高精度、更短周期、更智能化的方向发展，标准体系也需要随之不断完善：-随着我国高分七号、资源三号03星等新一代立体测图卫星投入业务化运行，以及激光测高卫星技术的持续进步，全球DEM生产的数据源能力将显著提升，相应的技