前言

从事GIS行业，经常有小伙伴容易对DEM、DLG、DOM等测绘成果的概念产生混淆，对它们的生产过程也缺乏了解。我们将通过一些实际案例来介绍他们的概念、生产方式和用途。

一、数字高程模型DEM

图1四川省12.5MDEM（数据来源：NasaEarthdata_ALOS)

DEM(DigitalElevationModel)是一定范围内规则格网点的平面坐标（X,Y）及其高程（Z）的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据内插而形成的。DEM是对地貌形态的虚拟表示，可派生出等高线、坡度图等信息，也可与DOM或其它专题数据叠加，用于与地形相关的分析应用，同时它本身还是制作DOM的基础数据。

DEM是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(DigitalTerrainModel，简称DTM)的一个分支。一般认为,DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。DTM的另外两个分支是各种非地貌特性的以矩阵形式表示的数字模型，包括自然地理要素以及与地面有关的社会经济及人文要素，如土壤类型、土地利用类型、岩层深度、地价、商业优势区等等。实际上DTM是栅格数据模型的一种。它与图像的栅格表示形式的区别主要是：图像是用一个点代表整个像元的属性，而在DTM中，格网的点只表示点的属性，点与点之间的属性可以通过内插计算获得。

建立DEM的数据源及采集方式有：

(1)直接从地面测量,例如用GPS、全站仪、野外测量等;

(2)根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获取,如立体坐标仪观测及空三加密法、解析测图、数字摄影测量等等;

(3)从现有地形图上采集，如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集然后通过内插生成DEM等方法。DEM内插方法很多,主要有分块内插、部分内插和单点移面内插三种。目前常用的算法是通过等高线和高程点建立不规则的三角网(TriangularIrregularNetwork,简称TIN)。然后在TIN基础上通过线性和双线性内插建DEM。

二、数字线划地图DLG

图21：DLG（数据来源：野外实测+立体测图）

数字线划地图(DLG,DigitalLineGraphic)：是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集，且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。

在数字测图中，最为常见的产品就是数字线划图，外业测绘最终成果一般就是DLG。该产品较全面地描述地表现象，目视效果与同比例尺一致但色彩更为丰富。本产品满足各种空间分析要求,可随机地进行数据选取和显示,与其他信息叠加,可进行空间分析、决策。其中部分地形核心要素可作为数字正射影像地形图中的线划地形要素。

数字线划地图(DLG)是一种更为方便的放大、漫游、查询、检查、量测、叠加地图。其数据量小，便于分层，能快速的生成专题地图，所以也称作矢量专题信息DTI（DigitalThematicInformation）。此数据能满足地理信息系统进行各种空间分析要求，视为带有智能的数据。可随机地进行数据选取和显示，与其他几种产品叠加，便于分析、决策。数字线划地图(DLG)的技术特征为：地图地理内容、分幅、投影、精度、坐标系统与同比例尺地形图一致。图形输出为矢量格式，任意缩放均不变形。

原始资料主要采用：外业数据采集、航片、高分辨率卫片、地形图等。

制作方法：

（1)数字摄影测量、三维跟踪立体测图。

（2)解析或机助数字化测图。这种方法是在解析测图仪或模拟器上对航片和高分辨率卫片进行立体测图，来获得DLG数据。用这种方法还需使用GIS或CAD等图形处理软件，对获得的数据进行编辑，最终产生成果数据。

（3)对现有的地形图扫描，人机交互将其要素矢量化。目前常用的国内外矢量化软件或GIS和CAD软件中利用矢量化功能将扫描影像进行矢量化后转入相应的系统中。

（4)在新制作的数字正射影像图上，人工跟踪框架要素数字化。

（5)野外实测地图。

三、数字栅格地图DRG

图31：DRG（数据来源：扫描加工）

数字栅格地图（DRG）：是根据现有纸质、胶片等地形图经扫描和几何纠正及色彩校正后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据集。

数字栅格地图(DRG)产品是模拟产品向数字产品过渡的产品,可作为背景参照图像与其它空间信息相关参考与分析。可用于数字线划地图的数据采集、评价和更新,还可与数字正射影像图、数字高程模型等数据集成,派生出新的信息,制作新的地图。

数字栅格地图(DRG)的技术特征为：地图地理内容、外观视觉式样与同比例尺地形图一样，平面坐标系统以西安坐标系大地基准；地图投影采用高斯-克吕格投影；高程系统采用国家高程基准。图像分辨率为输入大于dpi；输出大于dpi。

生产技术：原图采用印刷的单色或彩色底图；原图必须平整、无折，点线清晰、色彩标准；原图现势性应符合标准要求。一张纸质等模拟地图，通过扫描仪，其中CCD线阵感器对图形进行分割，生成二维阵列系统，同时对每一系统的灰度（或分色）进行量化，再经二值化处理、图形定向、几何校正即形成一幅数字栅格地图。

图形扫描：采用扫描分辨率不低于dpi的单色或彩色扫描仪扫描。图幅定向：将栅格图幅由扫描仪坐标变换为高斯投影平面直角坐标。

几何校正：消除图底及扫描产生的几何畸变。可以采用相关软件对栅格图像的畸变进行纠正，纠正时要按公里格网进行，通过仿射变换及双线性变换，实现图幅纠正。

四、数字正射影像图DOM

图41：DOM（数据来源：航空摄影）

数字正射影像图（DOM,DigitalOrthophotoMap）：是对航空（或航天）相片进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。

DOM具有精度高、信息丰富、直观逼真、获取快捷等优点，可作为地图分析背景控制信息，也可从中提取自然资源和社会经济发展的历史信息或最新信息，为防治灾害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据；还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。评价其它数据的精度、现实性和完整性都很优良。

该图的技术特征为：数字正射影像，地图分幅、投影、精度、坐标系统、与同比例尺地形图一致，图像分辨率为输入大于dpi；输出大于dpi。由于DOM是数字的，在计算机上可局部开发放大，具有良好的判读性能与量测性能和管理性能等，如用农村土地发证，指认宗界地界比并数字化其点位坐标、土地利用调查等等。

DOM可作为独立的背景层与地名注名，图廓线公里格、公里格网及其它要素层复合，制作各种专题图。

五、数字表面模型DSM

图51：DSM（数据来源：航空摄影）

数字表面模型（DigitalSurfaceModel，缩写DSM）是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型。和DEM相比，DEM只包含了地形的高程信息，并未包含其它地表信息，DSM是在DEM的基础上，进一步涵盖了除地面以外的其它地表信息的高程。在一些对建筑物高度有需求的领域，得到了很大程度的重视。

是最真实地表达地面起伏情况，可广泛应用于各行各业。如在森林地区，可以用于检测森林的生长情况；在城区，DSM可以用于检查城市的发展情况；特别是众所周知的巡航导弹，它不仅需要数字地面模型，而更需要的是数字表面模型，这样才有可能使巡航导弹在低空飞行过程中，逢山让山，逢森林让森林。

六、数字地形模型DTM

图61：DTM（数据来源：外业实测）

数字地形模型（DTM,DigitalTerrainModel）最初是为了高速公路的自动设计提出来的（Miller，）。此后，它被用于各种线路选线（铁路、公路、输电线）的设计以及各种工程的面积、体积、坡度计算，任意两点间的通视判断及任意断面图绘制。在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图，制作正射影像图以及地图的修测。

在遥感应用中可作为分类的辅助数据。它还是的基础数据，可用于土地利用现状的分析、合理规划及洪水险情预报等。在军事上可用于导航及导弹制导、作战电子沙盘等。对DTM的研究包括DTM的精度问题、地形分类、数据采集、DTM的粗差探测、质量控制、数据压缩、DTM应用以及不规则三角网DTM的建立与应用等。

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