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摘要：论文阐述了数字高程模型DEM内涵，简要介绍了DEM的制作方法，通过对乌海市海勃湾区某煤场地形图航片的数字处理，通过JX4-G TINDEM.exe模块，理论联系实际的展现利用数字摄影测量的方法生成多种DEM和其它三维数字产品的全过程。
关键词：摄影测量；DEM；三维产品
1 DEM的内涵
数字地面模型（DTM）是表示地面特征的空间分布的数据阵列，最常用的是用一系列地面点的平面坐标X，Y以及该点的地面高程Z或属性组成的数据阵列。
若地面点按一定的网格排列，点的平面坐标X，Y有起始点开始推算，无需记录，地面形态只用地面高程表示这样的数据阵列被称为数字高程模型（DEM）。
三维分析大多是在数字高程模型（DEM）上进行的，一旦区域上生成所需密度和精度的DEM，内容丰富的各种三维分析是轻而易举的，其三维的可视化、真实场景、电子沙盘也迎刃而解。DEM最常用的三种形式为：等值线DEM、TINDEM 、格网DEM。
1.1 等值线DEM
高程等值线方法是地图学的基本方法，将地图上所有等高线数字化，即可形成高程等值线DEM。等高线DEM的建立一般是直接采用数字化地图上的等高线。
1.2 不规则三角网TIN
若将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形，构成一个不规则三角网TIN表示的DEM，通常称为三角网DEM或TIN。通常的TIN（ Triangulated Irregular Network）结构是按Delaunay三角形规则生成，该三角形的特点是任一三角形外接圆内部包含其它点，这里并未包括外接圆上。按这个规则生成的三角网，称为Delaunay三角网。
1.3 格网DEM
利用一系列在X，Y方向上都是等间隔排列的地形点的高程Z表示地形，形成一个个矩形格网DEM。格网的每一个交点都包含有此处相关的高程信息。
2 DEM的制作方法
论文用摄影测量的方法制作DEM，这种方法制作DEM是指通过影像中的地物以及已经制作好的数据来进行生产。
采用这种方法，主要是通过原始数据，高程点、相关的数字线画图（DLG）、地形特征线等基础数据，构建TIN，通过构建的TIN创建DEM得到相应的DEM产品。
2.1 TIN的创建
创建TIN需要一定的基础数据，如果希望生成的TIN具有一定的精度，那么基础数据的选择就显得尤为重要了。
基础数据包括的内容主要是高程控制点、地貌地形特征线、等高线、具有一定平面精度和高程精度的数字线画图等等，也可以几种数据同时使用，本文以矢量图生成的数字地形图（乌海市海勃湾区某煤场地形图）为例，用JX4G生成TIN，并且生成DEM及相关的DEM产品。
首先打开需要建立tin的矢量文件。
需要注意的是，图中居民地、围墙、水塔、工矿机械设备等个别图层在采集矢量数据的时候，高程并不在地面，为了能得到正确的TIN必须首先在菜单栏中的图层选项中将以上此类地物的图层关闭，JX4G对应关闭的图层是不会参与相关处理的。
相反，剩下的图层应该都是矢量采集时直接切准地面所得到的图形，如高程点，电线杆，道路，铁路，植被，地貌特征线，等高线等等，常识我们知道此类数据会提供大量的密集的高程数据，这对于我们生成TIN并最终得到DEM会有很大的帮助，所以我们将这些数据保留，作为基础数据参与三角网的生成。
选择菜单栏中“TIN生成”选项，如图：
参数设置对话框中 “管道半径”及“管道长度”表示在将向量提取为构TIN用的特征点线时用于抽点的参数，其参数含义类似与测图时的管道半径及管道长度。若两个参数均设置为0，表明由向量提取为特征点线后的每个节点都参与构TIN，如图4所示。
待进度条完成之后，TIN就建好了，刷新屏幕，我们看到，数字线画图中出现了红色的TIN网。选择保存TIN，系统将自动保存为*.tin
2.2 DEM的生成
之前“TIN生成”的选项下拉列表中“创建DEM”变成了黑色，选择此项。弹出对话框，选择生成DEM网的间距，原则上来讲，DEM的间距越小就越能精确的反应所采集到的地形信息，在此选择10米间距。确定后，系统会根据之前生成的TIN网内插生成新的DEM。
此外，还可以通过菜单栏中“TIN生成”以及“DEM处理”的下拉列表中的有关功能对生成的TIN以及DEM进行编辑，对其中高程不合理的部分进行适当的修改和保存。
2.3 DEM 立体视图的制作
在JX4G软件中加载了专门处理TIN 和DEM的模块，在JX4G安装路径下可以找到c：＼jx4cdpw Tindem.exe 双击打开，看到刚才生成的DEM被导入到了tindem模块中。
有关于dem处理的各种功能，可以在这个模块下对已经生成的DEM做各种形式的编辑和加工修改，在文件管理中打开保存的DEM文件后，点击模型应用--> 混合模型内插等高线-->当前模型，即可在tindem中利用DEM插自动生成等高线，见图6。
输入比例尺以及相关DEM参数，之后确定。
通过DEM生成新的等高线，此时生成的等高线是由已经生成的DEM数据内插计算得到的等高线，可以通过与之前矢量采集绘制的等高线进行比较，修改，更加准确的与实际地形相匹配。
此外，选择“视图控制”中立体视图，还可以得到dem的三维影像数据，通过“三维显示控制”面板进行简单的3D影像的浏览。
tindem中的立体浏览模式，在其三维选项卡中可以根据需要变换浏览的访问、高度以及光源的照射等。 通过JX4-G的TINDEM.exe模块还可以生成多种DEM产品和更加精细的编辑与修改。
事实上，在JX4G中还有一个专门用来浏览dem的模块，比在tindem.exe中更容易操作也更加直观的反应了测区地貌情况，通过简单的移动鼠标、设置观察角度、光源等在其三维环境中可以对制做好的dem进行自在的浏览，JXVIEVIEW.exe的位置同样也可以在jx4g的安装目录下找到。
图8显示了四个角度的立体模型效果，因为煤场数据生成的dem高程变化不是很大，所以产生的立体模型效果看上去并不明显。JXVIEVIEW.exe 产生的立体模型还可以以bmp图片的形式保存起来，以便日后参考。
3 其它三维数字产品
采集乌海市海勃湾区某煤场含有三维数据信息的矢量数据的地形图，选择导出三维dxf后，将勾画的地物导入到南方cass中，采用立体显示模式可以清楚的看到地物之间的高差关系，包括利用建立的TIN数据生成的等高线都是含有高程信息的，只是在制作平面数字地形图时对各个地物高程的相对关系不够重视，所以这样的信息并不是十分重要，但是，要制作更高要求的数字产品，比如三维地形图、景观图时就一定要考虑到这个问题。
图中上面的一层反应的是地物的实际高程，而下面主要是某些符号的部分元素，如点状符号的外圆圈、等外公路和大车路的虚线、面状地物的填充内容等，它们的高程是0，而有些符号，比如控制点的注记却在高程为-9999米得位置，因此真正有价值的应该是最上面的一层，即反应地物实际高程的部分。
制作三维数字产品，矢量数据导入cass后最好能在三维显示状态下修改，避免不能正确的捕捉到点的三维位置而产生矢量错误。
将以上的矢量数据导入到如3DMAX，sketchup（草图大师）等3D建模软件中，就能进行测区的三维数字模拟，生成的三维模型既可以用来制作三维地形图、景观图等数字产品，还可以进行空间分析。而随着数字城市建设步伐的加快，三维数字产品的作用途也将得到极大的体现。图11为导出的dxf格式文件在DMAX8和sketchup7.0中制作三维景观图。
结论
通过对城市大比例尺地形图生成DEM产品操作方法的探讨，不难看出数字摄影测量技术的发展与成熟，与传统的航空摄影测量比较其所展现出的方便，高效，准确的优越性。当然这也仅仅只是数字摄影测量的豹之一斑，随着信息技术的发展，数字摄影测量同“3S”技术，三维建模技术等相结合，产生的数字产品也将不再仅仅拘泥于甚至超越现有的基础测绘和信息采集领域。数字摄影测量将以其不同于传统测绘工程的强大性能得到更加广泛的应用。
参考文献
[1]张祖勋，张剑清.数字摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2006.
[2]王佩军，徐亚明.摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2005，15-35.
[3]JX-4G数字摄影测量工作站操作手册[M]. 北京四维远见信息技术有限公司.
[4]薛由勤，钟自明，贾永生.浅谈virtuoZO或JX4立体数据自动转换编辑Cass软件数据格式[J]. 测绘与空间地理信息，2010（33）：90.
[5] 李永泉 韩文泉 黄志洲.数字城市三维建模方法比较分析[J].现代测绘，2010（ 33）：33.
[6]金勇，吕家琪. 数字摄影测量与“数字城市建设”[J].东北测绘，2003（ 26）：6.
作者简介：刘心合（1986-），男，工程师，地信专业，河南信阳，邮编：464000。
关键词：摄影测量；DEM；三维产品
1 DEM的内涵
数字地面模型（DTM）是表示地面特征的空间分布的数据阵列，最常用的是用一系列地面点的平面坐标X，Y以及该点的地面高程Z或属性组成的数据阵列。
若地面点按一定的网格排列，点的平面坐标X，Y有起始点开始推算，无需记录，地面形态只用地面高程表示这样的数据阵列被称为数字高程模型（DEM）。
三维分析大多是在数字高程模型（DEM）上进行的，一旦区域上生成所需密度和精度的DEM，内容丰富的各种三维分析是轻而易举的，其三维的可视化、真实场景、电子沙盘也迎刃而解。DEM最常用的三种形式为：等值线DEM、TINDEM 、格网DEM。
1.1 等值线DEM
高程等值线方法是地图学的基本方法，将地图上所有等高线数字化，即可形成高程等值线DEM。等高线DEM的建立一般是直接采用数字化地图上的等高线。
1.2 不规则三角网TIN
若将按地形特征采集的点按一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形，构成一个不规则三角网TIN表示的DEM，通常称为三角网DEM或TIN。通常的TIN（ Triangulated Irregular Network）结构是按Delaunay三角形规则生成，该三角形的特点是任一三角形外接圆内部包含其它点，这里并未包括外接圆上。按这个规则生成的三角网，称为Delaunay三角网。
1.3 格网DEM
利用一系列在X，Y方向上都是等间隔排列的地形点的高程Z表示地形，形成一个个矩形格网DEM。格网的每一个交点都包含有此处相关的高程信息。
2 DEM的制作方法
论文用摄影测量的方法制作DEM，这种方法制作DEM是指通过影像中的地物以及已经制作好的数据来进行生产。
采用这种方法，主要是通过原始数据，高程点、相关的数字线画图（DLG）、地形特征线等基础数据，构建TIN，通过构建的TIN创建DEM得到相应的DEM产品。
2.1 TIN的创建
创建TIN需要一定的基础数据，如果希望生成的TIN具有一定的精度，那么基础数据的选择就显得尤为重要了。
基础数据包括的内容主要是高程控制点、地貌地形特征线、等高线、具有一定平面精度和高程精度的数字线画图等等，也可以几种数据同时使用，本文以矢量图生成的数字地形图（乌海市海勃湾区某煤场地形图）为例，用JX4G生成TIN，并且生成DEM及相关的DEM产品。
首先打开需要建立tin的矢量文件。
需要注意的是，图中居民地、围墙、水塔、工矿机械设备等个别图层在采集矢量数据的时候，高程并不在地面，为了能得到正确的TIN必须首先在菜单栏中的图层选项中将以上此类地物的图层关闭，JX4G对应关闭的图层是不会参与相关处理的。
相反，剩下的图层应该都是矢量采集时直接切准地面所得到的图形，如高程点，电线杆，道路，铁路，植被，地貌特征线，等高线等等，常识我们知道此类数据会提供大量的密集的高程数据，这对于我们生成TIN并最终得到DEM会有很大的帮助，所以我们将这些数据保留，作为基础数据参与三角网的生成。
选择菜单栏中“TIN生成”选项，如图：
参数设置对话框中 “管道半径”及“管道长度”表示在将向量提取为构TIN用的特征点线时用于抽点的参数，其参数含义类似与测图时的管道半径及管道长度。若两个参数均设置为0，表明由向量提取为特征点线后的每个节点都参与构TIN，如图4所示。
待进度条完成之后，TIN就建好了，刷新屏幕，我们看到，数字线画图中出现了红色的TIN网。选择保存TIN，系统将自动保存为*.tin
2.2 DEM的生成
之前“TIN生成”的选项下拉列表中“创建DEM”变成了黑色，选择此项。弹出对话框，选择生成DEM网的间距，原则上来讲，DEM的间距越小就越能精确的反应所采集到的地形信息，在此选择10米间距。确定后，系统会根据之前生成的TIN网内插生成新的DEM。
此外，还可以通过菜单栏中“TIN生成”以及“DEM处理”的下拉列表中的有关功能对生成的TIN以及DEM进行编辑，对其中高程不合理的部分进行适当的修改和保存。
2.3 DEM 立体视图的制作
在JX4G软件中加载了专门处理TIN 和DEM的模块，在JX4G安装路径下可以找到c：＼jx4cdpw Tindem.exe 双击打开，看到刚才生成的DEM被导入到了tindem模块中。
有关于dem处理的各种功能，可以在这个模块下对已经生成的DEM做各种形式的编辑和加工修改，在文件管理中打开保存的DEM文件后，点击模型应用--> 混合模型内插等高线-->当前模型，即可在tindem中利用DEM插自动生成等高线，见图6。
输入比例尺以及相关DEM参数，之后确定。
通过DEM生成新的等高线，此时生成的等高线是由已经生成的DEM数据内插计算得到的等高线，可以通过与之前矢量采集绘制的等高线进行比较，修改，更加准确的与实际地形相匹配。
此外，选择“视图控制”中立体视图，还可以得到dem的三维影像数据，通过“三维显示控制”面板进行简单的3D影像的浏览。
tindem中的立体浏览模式，在其三维选项卡中可以根据需要变换浏览的访问、高度以及光源的照射等。 通过JX4-G的TINDEM.exe模块还可以生成多种DEM产品和更加精细的编辑与修改。
事实上，在JX4G中还有一个专门用来浏览dem的模块，比在tindem.exe中更容易操作也更加直观的反应了测区地貌情况，通过简单的移动鼠标、设置观察角度、光源等在其三维环境中可以对制做好的dem进行自在的浏览，JXVIEVIEW.exe的位置同样也可以在jx4g的安装目录下找到。
图8显示了四个角度的立体模型效果，因为煤场数据生成的dem高程变化不是很大，所以产生的立体模型效果看上去并不明显。JXVIEVIEW.exe 产生的立体模型还可以以bmp图片的形式保存起来，以便日后参考。
3 其它三维数字产品
采集乌海市海勃湾区某煤场含有三维数据信息的矢量数据的地形图，选择导出三维dxf后，将勾画的地物导入到南方cass中，采用立体显示模式可以清楚的看到地物之间的高差关系，包括利用建立的TIN数据生成的等高线都是含有高程信息的，只是在制作平面数字地形图时对各个地物高程的相对关系不够重视，所以这样的信息并不是十分重要，但是，要制作更高要求的数字产品，比如三维地形图、景观图时就一定要考虑到这个问题。
图中上面的一层反应的是地物的实际高程，而下面主要是某些符号的部分元素，如点状符号的外圆圈、等外公路和大车路的虚线、面状地物的填充内容等，它们的高程是0，而有些符号，比如控制点的注记却在高程为-9999米得位置，因此真正有价值的应该是最上面的一层，即反应地物实际高程的部分。
制作三维数字产品，矢量数据导入cass后最好能在三维显示状态下修改，避免不能正确的捕捉到点的三维位置而产生矢量错误。
将以上的矢量数据导入到如3DMAX，sketchup（草图大师）等3D建模软件中，就能进行测区的三维数字模拟，生成的三维模型既可以用来制作三维地形图、景观图等数字产品，还可以进行空间分析。而随着数字城市建设步伐的加快，三维数字产品的作用途也将得到极大的体现。图11为导出的dxf格式文件在DMAX8和sketchup7.0中制作三维景观图。
结论
通过对城市大比例尺地形图生成DEM产品操作方法的探讨，不难看出数字摄影测量技术的发展与成熟，与传统的航空摄影测量比较其所展现出的方便，高效，准确的优越性。当然这也仅仅只是数字摄影测量的豹之一斑，随着信息技术的发展，数字摄影测量同“3S”技术，三维建模技术等相结合，产生的数字产品也将不再仅仅拘泥于甚至超越现有的基础测绘和信息采集领域。数字摄影测量将以其不同于传统测绘工程的强大性能得到更加广泛的应用。
参考文献
[1]张祖勋，张剑清.数字摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2006.
[2]王佩军，徐亚明.摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2005，15-35.
[3]JX-4G数字摄影测量工作站操作手册[M]. 北京四维远见信息技术有限公司.
[4]薛由勤，钟自明，贾永生.浅谈virtuoZO或JX4立体数据自动转换编辑Cass软件数据格式[J]. 测绘与空间地理信息，2010（33）：90.
[5] 李永泉 韩文泉 黄志洲.数字城市三维建模方法比较分析[J].现代测绘，2010（ 33）：33.
[6]金勇，吕家琪. 数字摄影测量与“数字城市建设”[J].东北测绘，2003（ 26）：6.
作者简介：刘心合（1986-），男，工程师，地信专业，河南信阳，邮编：464000。