【理学论文】数字地面模型在地图制图中的应用

 引言

数字地面模型是我国地理信息系统数据库系统中的重要组成环节，它包括了对空间信息资料的分析和对地形分析数据的剖析等。随着经济技术的发展，数字地面模型的应用也越来越广泛，具体表现在我国的资源环境保护、灾害防治、国防实力等各个领域，显示出它的强大作用。数字地面模型的一系列的基本数据理论以及分析方式，有利于简单整洁的对我国地理信息系统的空间信息数据进行有效分析，本文将通过对数字地面模型概念的细腻分析，结合TIN(不规则三角网)建立数字地面模型原理的具体论述，展开具体剖析，以深入了解数字地面模型在地图制图中的具体应用。

测绘学中，一般习惯从地形测绘角度具体研究数字地面模型，把基本地形图中的地形要素、高程信息作为数字地面模型的内容。我们平常所称的DTM(数字地面模型)是其地性质的数据与要素平面坐标的结合。如果此属性高程z，那么这个DTM又可以叫做DEM(数字高程模式。它从微分的角度系统描述了这个地区地形地貌的空间分布。DTM是一种新型的数字产品，与传统的矢量数据之间相辅相成，各尽其用，非常有利于进行空间分析及其重要决策。借助地理信息系统软件和电子计算机DTM能够通过建立一系列的模型来解决实际出现的问题，其中主要的应用分为以下方面；第一、按照用户的具体设定的等高距生成一系列的等高线图、坡度图、透视图、断面图、渲染图等与数字正射影像复合生成景观图；第二、计算特定物体对象的体积、表面覆盖面积等；第三、应用于空间复合、表面分析、可达性分析以及扩散分析等。

DTM与DEM的内涵概述

数字地面模型是通过设定任意的坐标，来选择固定的X、Y、Z的坐标点对一段连续地面的数据统计表示，换个意思说，DTM指的就是对地形表面简单的数据表示，而用更为直接的含义来对地形多种信息的空间分布的数据的阵列描述，我们从数学的角度来说，用下面的二维函数的取值区间来对数字地面模型内容进行有效地概述。

我们研究的地理空间实质是三维的，但是研究者们习惯在二维空间中进行研究，并且分析数据，许多专题图都是平面的地图，我们在数字地面模型中是对一种或者多种地理特征空间数据的记录，是靠在二维空间中叠加一维或者多维地面数据的向量空间，或者说是地理信息系统（GIS）空间数据中包含的实体的总和，也就是说数字地面模型的本质特征就是地面二维地理空间定位与相关数字描述分析。

利用TIN进行DTM的建立

在一般形式下，数字地面TIN模式就像组成多边形网络系统中的矢量拓扑结构，但是在TIN模式中需要规定相应的拓扑关系。我们可以把TIN模型中结点看做是地面数据库中的包含的基本实体。在具体情况中，对于拓扑关系的概念是在地面信息数据库中利用指针系统对于每个结点和附近结点的关系进行标示，数据列表是从相应的结点的北方向来以此按照顺时针方向进行排列的。数字地面TIN模型区域之外是依靠拓扑反向的虚的结点进行表示，这种虚的结点能够表现出这个结点是数字地面TIN模型区域的边界线，这让模型结点表示的更加准确和简洁。

DTM在地图制图中的具体运用

3.1、运用DEM来进行等高线图的绘制这种绘制的方式应用，是通过格网点高程数据信息，及其将分散的高程数据信息依靠栅格追踪方向的相关原理转变为地面矢量的等值线。运用DEM绘制等高线图的方法能够运用到所有的可利用格网数据方法来对地面等值线图进行绘制。

3.2、运用DEM进行地面晕渲图的绘制我们平常所说的晕渲图，就是利用模拟地形影子和落影的方式进行实际地形的表现形式，这种方式是测绘中非常重要的制图方式，可以运用于各种地形图、地理图乃至专题地图中。但是相对于传统的人工绘制的晕渲图过程来说，它费时费力，并且对人们具有很大的主观因素。首先运用DEM数据作为制图的信息源，并且用地面光照的客观反映的数字函数作为变量，而后再计算该栅格应当选取的输出灰度值。通过这种矢量和晕渲图的层层叠加，展现出来的晕渲图是更加客观逼真的，能够广泛应用于实际操作中。

3.3、针对透视立体图的绘制立体图在现实情境中的运用是非常广泛的，它能够表现出三维立体模型的图形，能够直接表示出主体在空间分布的形态和结构，并且与其他事物之间的关系。我们通过对三维立体图的分析，可以看到地理模型的高低起伏状况，并且详细的记录物体之间各层之间的实际情况，有利于研究地形变化以及内部构造。随着时间的推移，我们研究者对于地图的立体效果研究取得了一定的成绩，这些成绩的取得离不开相应的科学技术。为了更好的实现三维立体图的绘制，我们需要高素质的专业人员，这对现实情况提出了比较高的要求，运用机器制图可以解决高素质绘图人员缺乏的问题，不仅可以提升制图的效率，而且有利于数据精度的提升以及效果的展现。

用TIN建立DTM应注意的问题与措施

4.1、应能保持地形地貌特征

在建立DTM时，密集采集等高线上的高程点，稀疏采集等高线上的特征点、沿断面采集坡度变化大的点、沿格网采集高程点等。

4.2、DTM应考虑平坦地区微地貌的变化

在建立DTM时，要内插一些高程且水涯线要作为特征线处理，并对河流的上下游给予相应的高程值。