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数字地形测量学

数字地形测量学是一门研究数字测图与遥感技术在地形测量中
的应用的学科。数字地形测量技术以数字高程模型（DEM）
为基础，综合利用计算机软硬件、数学、地图制图、地理信息
系统等学科知识，实现对地球表面形态的数字化测量和表达。

数字地形测量技术的发展历经了传统地形测量、模拟地形测量
和数字地形测量三个阶段。传统地形测量以地面控制点作为基
础，通过拓展测距测量、三角测量、水准测量等方法，搜集地
形数据并绘制地形图。但该方法需要大量人力物力，测量精度
受限，无法满足精度和效率的要求。模拟地形测量则通过模拟
地形表面，将数字高程模型作为测绘的基础，数学模型为工具，
使数据的丰富度和测量精度大大提高。

但模拟地形测量仍然存在很多局限，如样本点位置固定、数据
量较大、模型的方式单一等等。随着计算机和遥感技术的发展，
数字地形测量技术应运而生。数字地形测量技术通过获取遥感
图像，将其转换为数字化的高程信息，再处理为DEM。数字
化的高程模型能快速、准确地表现地面特征，可广泛应用于地
形分析、水文模拟、生态环境监测等领域，成为现代地形测量
的重要手段。

传统地形测量和模拟地形测量技术的方法不够先进，精度和效
益较低，增加了人力物力成本，无法满足现代工程建设和生态
环境保护等需要。数字地形测量技术的出现，以高效、精准、
快捷、自动化的方式填补了这些缺陷，并实现了数字化测绘与
实时地理信息呈现的完美结合。其主要方法有影像匹配、自动
化采样点选取和金字塔层集成。

数字地形测量核心技术——DEM，是数字高程模型，它可以
准确的描述地面形态信息，主要包括数字测绘和数字遥感两类。
以数字测绘为例，可以在地面上设置高标或者低标，利用单反
相机、偏振照片仪等测绘仪器进行各种校正，得到高程测量数
据。另外，数字遥感可以利用雷达、激光、航摄等遥感设备获
取地表高程。

数字化高程模型可以应用于地形特征提取、地形分析与计算、
洪涝灾害模拟预测、智慧城市规划、土地资源开发与利用、水
土保持、森林资源管理、生态环境评估等方面。

数字地形测量技术在岩土工程和环境工程固定设施、电力、通
讯、交通、水利等领域具有广泛的应用。数字地形测量技术的
应用可以大大提高生产力，促进社会进步，应用领域的不断扩
大，对于我国建设现代化的城市和推动社会经济的发展均具有
十分重要的意义。

数字地形测量技术在实践中的应用效果十分显著，大大提高了
测绘的效率和精度。与传统地形测量方法相比，数字地形测量
方法不仅速度更快，精度更高，而且减少了大量工较，降低了
成本。随着数字地形测量技术的不断发展，其应用领域将会更
加广泛，对我国地理信息事业和工程建设的发展将起到更加积
极的促进作用。数字地形测量技术的应用领域不仅局限于建筑、
交通、水利、通讯等领域，还包括环境保护、自然资源管理、
森林资源保护、地质灾害预测等领域。其中，环境保护是数字
地形测量技术的重要应用领域之一。

数字地形测量技术在环境保护方面的应用涵盖了大气、水、土
壤等不同环境媒介。其中，数字地形测量技术在水环境监测方
面的应用最为广泛。

数字地形测量技术可以用来建立水体数字高程模型和水流场数
字高程模型，实现对水文系统的定量分析和预测。利用数字高
程模型可以完成针对洪涝、泥石流等水灾风险的定量分析和预
测，从而指导灾害救援和抗灾减灾工作。此外，数字地形测量
技术还可以用来评估水循环与生态系统关系，监测水资源的供
应与需求，降低用水成本，优化用水结构，提高用水效率，为
全球水资源的可持续利用做出贡献。

在土地资源管理领域，数字地形测量技术可以应用于土地利用
相关的规划、监测和管理，如土地利用规划、土壤肥力评估、
土地改良、生态环境保护等。数字高程模型可以提供空间位置、
高程高低等多维度数据，对土地的植被生长情况、土地利用状
况等都能进行监测，实现高精度的土地利用评估。此外，数字
地形测量技术还可以用来划定土地所有权、提高土地评估的精
度和效率，促进土地资源的合理利用和保护。

数字地形测量技术在自然资源管理、生态环境评估等方面也有
广泛的应用。数字高程模型可以为各种地形性质作出可靠的数
据支撑，极大地提高了生态环境评估的准确性和完整性。例如，
可以通过数字高程模型来评估草地的覆盖率、土地退化程度，
计算优化下的商品林种植密度，综合考虑各种自然和人为因素，
制定最佳的自然资源保护方案。数字地形测量技术还可以为岩
石崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害的预测和预防提供可靠的科
学数据支撑。

数字地形测量技术的应用范围还在不断拓展，例如在城市规划、
公共安全、环境监测等领域的应用也日益增多。数字地形测量
技术在城市规划方面可以应用于城市交通规划、城市土地利用
规划、城市环境管理规划，重点在于提高城市规划的可持续