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1、南京市DEM构建及其在城市规划中的应用诸敏秋1,23,窦炜2,赵伟2(11南京师范大学,江苏南京210046;21南京市城市规划编制研究中心,江苏南京210029)摘要:随着各城市基础地理信息的普及和迅猛发展,各行业对三维应用的需求不断提高。目前,DEM(数字高程模型)数据的构建及在各个领域中的应用正受到广泛的重视。本文主要以南京市为例介绍了DEM的构建方法,并结合实例,介绍了DEM在南京市城市规划中的应用。关键词:DEM;城市规划;数据生产1引言近年来,随着各个城市基础地理信息的普及和迅猛发展,DEM的用途越来越广
2、。从宏观应用来说,主要包括建立三维数字地球、三维数字中国、三维数字城市等。从微观应用来说,主要包括正射影像制作、线路选线设计、通视分析、规划中的建筑物日照分析、三维辅助审批、三维影像浏览等多个方面。虽然国家对DEM产品的具体技术标准还有待于进一步完善,但这并不妨碍DEM作为一个独立的测绘产品走向市场。城市高精度的DEM数据库正逐渐代替传统地形图中等高线对地形的描述,而它在各个领域中发挥的重要作用,也使得我们更加重视DEM的快速获取及应用方面的研究[1,2]。南京市作为江苏省的省会,近年来城市面貌日新月异,各行业和部门
3、,尤其是城市规划部门对DEM的需求越来越多。本文从数据表达方式、获取来源及方法等各方面介绍南京市DEM的构建,并结合实例,详细介绍DEM在南京城市规划中的应用。地形的结构和细部,在地貌较复杂区域,它的表达往往会失真。不规则三角网模型能够避免地形平坦时的数据冗余,又能按地形特征点表示数字高程特征,但构建和处理等工作较为复杂,一般很少采取这种方式存储DEM数据。以上两种DEM的主要模型,在南京市DEM数据应用中都采用过,但TIN模型采用较少。目前南京市大多数的DEM数据都是以正方形规则格网的形式存储的,并拥有CNSDTF
4、-DEM、BIL、GRID、IMG等多种格式。3DEM的生产来源与方法随着DEM应用的广泛深入,使它从原来的测绘附产品,逐步成为独立产品。在2007年南京市1∶2000航测数字化测图项目中,DEM已作为独立的生产成果提交。DEM主要来源有两个:影像(卫星遥感影像、航空影像)和地形图。根据不同的技术条件和不同的精度要求,其生产方法也多种多样。目前,全国各地方在DEM数据生产方面已经开展了许多工作,并取得了一定的成效,但还没有具体的技术规范可以借鉴。目前南京市有以下4种DEM生产方式:(1)运用全数字自动摄影测量方法生成
5、DEM,它自动化程度高、处理速度快、功能强大、成图精度高。这种生产方法较为广泛,技术路线也较成熟,成本也较低。在2007～2008年度南京市1∶2000航测数字化测图项目中,也推荐使用此种方法。(2)在没有航空影像数据的情况下,或者从节省资金的方面考虑,也通过数字地形图来生产DEM。南2DEM的主要表现模型DEM主要有“规则格网模型(GRID)”、“不规则三角网(TIN)模型”两种,严格意义上说,等高线模型也是其中一种。目前国家对“规则格网DEM”规范了国标存储格式,如CNSDTF-DEM,此格式为我国标准地球空间数
6、据交换格式,纯文本方式存储,大大方便了数据交换、解读。规则格网模型方便计算机自动处理,使得它成为DEM最广泛使用的模式,应用也非常方便,但它的缺点是:超大面积的DEM数据量过大,不能准确地表示3收稿日期:2008—03—18作者简介:诸敏秋(1969—),女,高级工程师,主要从事城市基础地理信息系统的研究。它的质量要求一直是相当严格的,数据成果验收严格执行《南京市1∶500～1∶2000矢量地形图数据标准》和相关技术设计的要求,它现势性较强,能够较为真实地反映地形特征。在时间要求较紧的情况下,可以对数字地形图的高程点
7、、等高线、特征点(线、面)的提取,再通过具体的软件平台(如GeoTIN、ArcGIS(Arcscene模块)等)生成DEM。在生产过程中,应注意对特征点的提取:如地势变换处、山头、水涯线、凹地、道路两侧等,以保证DEM反映地形的真实性。这种方法较为简单,在精度要求不是很高的情况下,也非常便捷快速。(3)采用全野外数据采集的方法生产DEM。这种方法虽然可以提高精度,但成本高,工作量大,周期长,一般很少采用,但在DEM精度要求很高的情况下:如215m×215m的格网精度,建议采用这种方法。使用这种方法生成的DEM数据,可
8、以运用于建筑物日照分析。(4)采用目前较为先进的激光雷达(LIDAR)进行DEM原始数据的采集工作,并采用相关软件进行加工处理。用此种方法生产的DEM精度较高,但价格昂贵,难以推广。微分纠正的方法来消除数字影像图由于地形起伏而带来的垂直投影差,从而使之成为正射影像。这种单片微分纠正的方法具有节约成本、简单可靠的优点。南京市市域范围属于丘陵地貌,
