2024年5月9日发(作者：)

浅谈利用DEM数字高程数据及Google Earth卫星影像制作中比例

地形图

我国西部部分偏远地区，自然条件恶劣，公路建设在工程可行性研究阶段常

存在基础资料缺乏，纸质地图陈旧且大部分仅为60年代徒步勾绘的1：10万草

图等问题，无法指导项目初期路线走廊方案选择和研究，文章就利用中国科学院

计算机网络信息中心国际科学数据镜像网站免费提供的DEM数字高程数据和

Google Earth免费提供的卫星影像结合实地踏勘、调绘，快速完成中比例尺地形

图，进而完成公路选线进行了论述。

标签：Google Earth；地形图；公路

1 免费DEM数字高程数据简介

目前，中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据镜像网站提供两种免费

DEM数字高程数据，其中：

SRTM90米分辨率数字高程数据，SRTM（Shuttle Radar Topography Mission），

由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量。此数据产

品2003年开始公开发布，经历多修订，目前的数据修订版本为V4.1版本。SRTM

地形数据按精度可以分为SRTM1和SRTM3，分别对应的分辨率精度为30米和

90米数据（目前公开数据为90米分辨率的数据）。目前，Google Earth高程数据

即采用本数据。

GDEM30米分辨率数字高程数据，本数据集利用ASTER GDEM第一版本

（V1）的数据进行加工得来，由于云覆盖，边界堆叠产生的直线，坑，隆起，

大坝或其他异常等的影响，ASTER GDEM第一版本原始数据局部地区存在异常，

所以由ASTER GDEM V1加工的数字高程数据产品存在个别区域的数据异常现

象。此全球30米的数字高程数据产品可以和全球90米分辨率数字高程数据产品

互相补充使用。该数据空间分辨率30米，采用UTM/WGS84投影。

2 公路工程可行性研究阶段地形图比例尺要求

根据交通部交规划发[2010]178文颁布的《公路建设项目可行性研究报告编

制办法》（2010年4月），第七条 “二级以上公路预可行性研究、工程可行性研

究阶段的路线方案，应分别在1：5万、1：1万或更大比例尺地形图上进行研究”。

因此，对于低等级道路工可研究阶段可在1：5万比例尺地形图上进行研究。

3 DEM数据精度分析

根据公路测量及制图规范，工程可行性研究阶段常用的比例尺、等高距和

DEM分辨率关系如下表所示：

由表可以看出，SRTM90米分辨率数字高程数据和GDEM30米分辨率数字

高程数据精度，对应的比例尺介于1：5万和1：25万之间。

为了检验DEM数据精度，中铁二院曾对郑州至万州、四川犍为小火车规划

等线路的纵横断面地面线进行了综合比较分析。经比较发现，从Google Earth上

获取的地面线数据即RTM90米分辨率数字高程数据与从1：5万地形图上人工判

读的地面线数据高差在10m 范围内达到了95%，可以说明基于SRTM90米分辨

率数字高程的提取的地形精度与人工从1：5万地形图上判读的精度相当， 可满

足规划阶段的要求。

4 利用DEM数据及Google Earth卫星影像制作中比例地形图

在西部偏远地区，新建公路在工程可行性研究阶段常收集到的地形图多为

60年代徒步勾绘的1：10万草图，与实际地形地物相差巨大，另外，几十年的

岁月变迁，村镇建筑、路网也发生了很大变化，公路路线方案的选择，首先需要

的是地形图。利用Google Earth卫星影像，叠加DEM数据生成的等高线地图， 可

制作1：5万、1：10万的地形图，从而对线路行经区域内的地貌、水系、城镇

布局、路网等进行了深入细致的研究。

（1）根据项目区的地名和经纬度范围， 从中国科学院计算机网络信息中心

国际科学数据镜像网站（http：///）下载公路所在区域的SRTM

数据或GDEM数据。

（2）利用“谷歌地图下载器”、“GetScreen”等小软件，可以快速、简便地从

GE 中下载相应区域的卫星图片，并自动拼接成一幅完整无缝的测区影像。截图

时，仅需注意卫片的精度和范围。

（3）利用Global Mapper生成等高线。①用Global Mapper打开下载到的数

据；②设置项目区投影参数；我国大中比例尺地图均采用高斯-克吕格（Gauss

Kruger）投影，其通常是按6度和3度分带投影，1：2.5万-1：50万比例尺地形

图采用经差6度分带，1：1万比例尺的地形图采用经差3度分带。大地基准面

一般采用北京54。在“工具TOOLS”菜单中选择“设置”，在跳出的窗口中，选择“投

影”选项卡，根据项目实际需要选择相关参数。例如：“投影”选择“Gauss Kruger

（6 degree zones）”、“区（带）”根据项目区所处经度确定、“基准”选择“BEIJING

1954”、“平面单位”选择“米”。③在“文件”菜单中选择“生成等高线”，在跳出的窗

口中，选择“等高线设置”选项卡，“等高距”根据项目实际需要填入，其他项可选

择默认；“简化”选项卡，将滑标拉到最小值；“网格化”选项卡，是输出大范围的

等高线时，分小区输出的设置；“等高线”选项卡，可根据实际经纬度坐标或直接

绘制的方框输出选择范围内的等高线。④等高线的输出，在“文件”菜单中选择“输

出矢量格式”，在跳出的窗口下拉菜单中，选择“DXF”或“DWG”等格式。如选择

“DXF”格式，等高线为带高程值的多段线，选择“DWG”格式，则生成的等高线

为带高程值的二維多段线。

（4）等高线与卫星影像数据的拼合。利用AOTO CAD打开等高线数据文

件（DXF或DWG），将截取的卫星图片插入CAD，利用典型特征地物，如河流、

山峰等将图片平移、旋转、缩放，直至等高线地形特征与卫片影像一致。

（5）制作地形图。用CASS软件打开拼合了卫星图片的DWG文件，根据

卫片勾绘地形地物，标注等高距等。

（6）地形图补测补绘。当公路项目等级较高时，应对地形图进行补测补绘，

首先对测区走廊带埋设控制点，并采用GPS进行静态控制测量，对上述方法制

作的地形图进行坐标转换后，使用RTK或免棱镜全站仪对重点地形地物进行补

测，以完善地形图。

5 结束语

采用上述方法制作的地形图，为在无图地区进行公路工程可行性研究提供了

一种途径，但毕竟DEM数字高程数据精度有限，且个别区域的数据存在异常现

象，另外，Google Earth卫星影像也存在局部区域分辨率低的情况，因此建议上

述方法，仅用于无图地区低等级公路工程可行性研究阶段。

参考文献

[1]王一波，邵伟伟，罗新宇.Google Earth数据精度分析及在铁路选线设计中

的应用[J]. 铁道勘察，2010（5）：68-71.

[2]朱颖， 蒲浩，刘江涛，等.基于数字地球的铁路三维空间选线技术研究[J].

铁道工程学报， 2009（7）： 33-37.