DEM的精细化处理方法及工艺流程

DEM的精细化处理方法及工艺流程

吴清

广西壮族自治区地理国情监测院

摘要：地理信息产业近年来取得了良好的发展效果，并且发展前景较广阔，该产业的持续发展离不开DEM数据支持，DEM能够为多样性数据产品制作奠定数据基础，同时，还会及时迎合行业发展要求。本文基于DEM软件，对比传统处理方法的优势和不足，深入分析先进软件处理方法和工艺流程，以此促进DEM向精细化方向发展，提高这一软件的经济效益和应用价值。

关键词：DEM；处理方法；工艺流程

前言

DEM是数字高程模型的简称，在地里信息行业被广泛应用，它充分发挥作用于线路规划、径流计算、地貌普查、地貌分析、浸蚀评估等方面。为了扩大该软件的应用范围、提高应用率，对其进行处理方法和工艺流程分析是十分必要的，以此提高处理效率、增加社会效益，具体介绍如下。

1传统DEM处理方法介绍

激光雷达法、人工采集地表特征构建三角网内插法、逐点采集编辑法、影像匹配法是传统DEM处理方法的主要组成部分，根据不同生产需要，选择差异性处理方法。上述方法在实际应用的过程中存在工艺流程方面的不同，并且优点和不足相应存在，具体表现如下：

激光雷达法工艺流程：点云数据常用激光雷达设备获取，数据成功获取后针对数据进行处理，然后完成三角网构建工作，同时，内插DEM。优点：获取数据自动化程度、精度较高。不足：数据处理量、信息编辑内容较多；数据获取受设备影响需要耗费较高成本；地表建筑形成的高度差要有效处理。

人工采集地表特征构建三角网内插法工艺流程：地表特征通过人工信息采集、信息处理的方式完成，数据信息处理完成后进行三角网构建，之后内插DEM。优点：工作内容会明显减少，能够实现现状或者面状特征的完整表达。不足：受采集主体形式——人工影响，工作效率较低、工作量较大。

逐点采集编辑法工艺流程：DEM网格点通过遥感完成逐点采集工作和数据信息编辑工作。优点：云精度值较准确。不足：仅能采集片面信息，不能全方面表达线性特征；工作内容较多、工作速度和质量较低；工作难度较大。

影像匹配法工艺流程：一一对应立体像密集点，对应后形成高密度点云，构建三角网、内插生成DEM。优点：操作成本较低、信息化程度较高。不足：易受算法、地形等客观因素影响；后期编辑时间较长、工作量较大；线状特征或者面状特征不能全面表达[1]。

2DEM工艺流程分析

在数据源分析方面，常用方案定义或者流程定义等方式完成项目有效性分析，数据源完成特点分析后，针对原始数据实时及时提取、全面检测和具体优化，以此完成预处理。接下来，引进先进信息技术，将其应用于差异性、特殊性地形因素分析，并将搜集、整理结果作为预处理数据，以便为后续数据分析提供数据参考。为了得到DEM精细化处理结果，将上述所得预处理结果进行方案分析、参数调整，全面检查三角网构建→内插DEM→具体裁切→成果显示等过程。工艺环节主要包括五方面，第一方面为项目优化设计，第二方面为数据预处理，第三方面为一键处理，第四方面为检查调整，第五方面为成果提交。

2.1应用数据源

一方面，处理内容。涉及的处理内容主要包括数据内容、三角网构建和预处理，数据内容来源于不仅来源与匹配点云，而且还来源于激光雷达点云，数据信息量较多，进而在三角网构建方面存在大量数据这一方面的难题。除了数据信息量大以外，数据类型丰富多样，并呈交叉状态存在，进而这又扩大了预处理的操作难度。另一方面，处理方法。首先，创建索引，常用索引形式有两种，第一种为网格索引，第二种为分层索引，为要素特征或者三角网提供检索便捷性。然后，适当丰富构网形式，补充并升级传统生成算法，创新三角网生成算法后，能够有效解决跨等高线这一问题，同时，三角网的适用范围也会相应扩大。最后，由于预处理过程中存在较大困难于大量数据方面，为了降低处理难度，需要准备相对完整的配套工具，从而实现高程曲线检测。将上述三种处理方法巧妙结合，能够提高等高线、激光点云或者格网点多种数据的应用率。

2.2自动化处理

处理内容：针对处理对象——数据源展开分析时，会在实际分析中遇到多样性问题，如面状要素张合状态不可控、地形要素失稳等，为了提高数据总结的全面性、数据归纳的具体性，应事先对处理中遇到的问题自动检测，并明确检测问题，充分彰显自动化功能优势。

处理方法：方法一，针对已有问题为其提供相应的解决措施。例如，处理水域置平这一问题时，由于不同水域存在地理位置、形状等方面的不同，进而处理流程也不相一致。处理复杂水域时，如水域面积较大的湖泊，并且湖泊内含湖心岛，处理方法为水漄线借助先进信息技术设备和交互式界面将其处理成面边线，并利用面边线将其构成三角网，完成三角网构建后，内插DEM格网点，同时，补充并及时更新水域高程值；处理一般水域时，如池塘，处理方法为总结、分析地表特征，自动得出水漄线高程数值，根据所得结果针对水漄线进行闭合处理，以此构成三角网，完成三角网构建后，内插DEM格网点，同时，补充并及时更新水域高程值。方法二，针对搜集、整理的数据信息分析后，归纳结构特征相对重要的信息要素，并对其进行具体化、全面化处理。方法三，利用配套相对完整的工具展开全面检测和自动化处理[2]。

流程定制：三角网进行构建之前，应全面总结地表特征相关要素；整理不同组别三角形，同时，对不同类型三角形准确判断、有序分组，根据空间范围的不同，统计常规三角形和特殊三角形；掌握三角形类型后，将其进行种类划分，第一种为无连接边三角形，第二种为一条连接边三角形，第三种为两条连接边三角形，第四种为三条连接边三角形；所创建的位置结构线应以上述三角形类型和三角形种类为基本的创建依据，即当三角形追踪方向呈多方向分布时，则多方向就是结构线起始点的方向；针对连接三角形顺序化查找，获取相应结构点；在分析结构线高程趋势的基础上，对其准确赋值；应用节点压缩算法实施数据压缩；存储结构线数据，并显示结构线结果。

2.3应用人工智能

处理内容：在应用传统方法的基础上，适当融入人工智能方法，同时，选择合理的学习模型，对其进行细节分析和具体表达。

处理方法：应用自动化高程点生成方法，这不仅能够弥补人工采集方法的不足，而且还能实现地貌走势的全面表达。

流程定制：综合利用地表特征，以此作为三角网创建依据；基于平三角形这一中心，对其分组；输入层选择组含三角形或者组拟高程值，隐藏层选择数据拆分、重组和数据处理，以此为基础进行神经网络构建；所构建的模型以原始数据为支撑；合理预测高程值；妥善布置高程点；分析高程点准确度并对其做好特殊标记[3]。

2.4自动化工艺流程

针对工艺流程从方案制定、项目定义、参数选择等方面进行优化，与此同时，实施一键式处理，简化操作流程，有序分类操作日志，以便于工作人员顺利开展检查工作、优化处理流程。处理方法和工艺流程改进后，项目操作程序会相应简化，并且工作效率能够明显提高，这为DEM实践应用提供了较大空间。

结论

综上所述，在分析传统DEM处理方法的基础上，通过创新处理方法、优化工艺流程的方式对其向精细化的方向引导，这不仅能够提高项目质量，而且还会为地理信息行业发展奠定良好基础。此外，还应深入DEM方面的研究，提高DEM精细化程度，提高DEM在地理信息发展中的应用率，这对社会经济发展、社会效益增加具有促进作用，同时，还会促进地理国情普查工作顺利进行。

参考文献

[1]汪燕麟,黄现民.DEM精细化处理方法及工艺流程研究[J].测绘与空间地理信息,2016,12:149-151.

[2]陈生莲,李军,张富玲.地理国情监测DEM精细化处理分析[J].青海国土经略,2015,04:66-68.

[3]胡晓斌,江维薇.机载LiDAR点云数据精细化滤波方法研究[J].地理空间信息,2017,03:5-7+10.