城市DEM是城市最重要的基础地理信息数据之一。城市道路不仅是城市地形条块分格的重要控制线,还是描述和表达城市地形的重要因素,而且是地形图、导航图等各种地图的基本要素,更是三维倾斜摄影建模、智慧数字城市构建、城市规划、城市地表过程模拟等不可或缺的一部分。现有的DEM建模在城市道路形态分析与分类、城市道路数据采集、城市道路DEM格网点高程计算等方面,都没有充分考虑城市道路的实际特征,导致无论是1:1万DEM,还是1:500 DEM和1:1000 DEM,对城市道路的描述都存在严重的形态失真现象,严重影响到城市雨洪模拟、城市管网设计等应用。针对以上问题,本文提出了一种顾及道路形态的城市道路分类方法和一种顾及道路形态特征的城市道路DEM分类建模方法。主要研究成果如下:(1)城市道路分类方法研究。现有的城市道路分类方法侧重于道路功能的表达,对道路形态的考虑欠佳,无法准确反映道路平面形态特征,不适用于直接进行复杂的城市道路DEM建模,难以满足未来地表过程模拟的需求。本文从DEM建模视角出发,提出了一种顾及道路形态的城市道路分类方法,分析了城市道路形态特征,总结了多变的城市道路要素组合形式,为下文的城市道路DEM数据采集和DEM建模提供了有效地支撑。(2)城市道路数据采集研究。现有采集规则总体适用于道路数据采集,但并不完善。城市道路错综复杂,采集的道路数据无法直接应用到城市道路DEM建模中,因此本文归纳出城市道路建模所必须的采集内容,包括道路高程点、道路边界线、道路面、道路中心线、分隔带要素。同时,本文从道路DEM建模视角出发,提出了一套适用于道路DEM建模的采集规则并研究了基于现有DLG进行数据清洗处理方法,以期更好地辅助高精度城市道路DEM建模。(3)城市道路建模方法研究。现有的城市道路DEM建模方法主要分为间接法和直接法。间接法会造成一定程度的道路突变失真,忽视了道路横断面的空间要素组合层次。直接法将道路视作单一的数学曲面,缺乏对道路形态的考虑。实际城市道路中,单一的数学曲面模型不能完全表达出主车道、辅道、单车道、自行车道、人行道和分隔带等要素。因此,本文构建了一种顾及道路形态特征的城市道路DEM分类建模方法。即采用不同的建模方法分别对主车道、辅道、单车道、自行车道、人行道和分隔带等要素进行构建,最后将各类要素构建结果融合,形成完整的高精度城市道路DEM模型。通过对南京市局部典型研究区采用1:500 DLG数据进行DEM建模实验论证,结果表明,基于本文提出的城市道路建模方法所构建的高精度城市道路DEM模型,可以较好地反映出城市道路的空间构成单元,要素框架结构清晰。所建立的道路DEM很好地顾及了城市道路的横纵向形态特征,没有出现局部路面不正常的突变情况,实现了对城市道路的高精度DEM表达,能够为城市地表过程模拟等提供重要基础,具有良好应用前景。图[37]表[4]参[77]