规则格网DEM地形表面重构的形态精度研究

规则格网 DEM 是数字地形模拟的主要数据结构,以黄土丘陵地区1:50000规则格网 DEM数据为例,分析研究双线性内插模型和三次卷积内插模型在规则格网 DEM 地形表面重构中的形态精度问题。结果表明,不同内插模型构建的细小格网 DEM,在高程数值精度方面没有显著差异,但对局部地形的形态精度具有显著的影响,且双线性内插模型和三次卷积内插模型都难以实现形态高保真 DEM 地形表面重构;随着 DEM 应用的深入,非常有必要构建一些科学合理、简洁高效的形态高保真 DEM 地形表面重构模型。     

1∶10000DEM精细化处理方法及其应用效果分析

以研究区1∶10 000DEM和DLG数据为基础,分别提出基于DLG数据和DEM数据的精细化处理方法,并对比分析了最近邻域法、双线性内插法以及三次卷积法三种重采样方法对DEM精细化处理效果的影响,结果表明:双线性内插法在时间效率、数据精度以及图像效果方面均适中,故决定采用双线性内插法将研究区5m格网DEM数据通过重采样生成为2m格网DEM数据,最后通过可视化和检查点法验证了精细化处理的精度均满足相关要求。相关研究成果可为地形特征等数据的提取提供精度较高的基础数据。     

DEM内插方法的研究与分析

在调兵山地区,选择61个已知点作为起算数据,采用移动三角面法和双二次多项式曲面内插法建立该地区的DEM模型。经实验分析发现,移动三角面法建立的DEM内插中误差值要高于双二次多项式曲面内插中误差值,尤其在地势变化比较大的区城内插精度比较高,适合地形起伏变化较大区域的高程内插。双二次多项式曲面法建立的DEM在地势变化比较平缓的地区内插精度要高于移动三角面法,适合地形起伏较小地区的高程内插。     

DEM空间数据抗差内插模型及其分析

DEM格网数据的生成一般采用加权平均法,但当采样点数据受异常误差污染时,加权平均法将严重弯曲DEM格网成果。基于抗差估计原理的DEM格网生成方法能够有效地抵制异常误差的影响。本文讨论了抗差内插法,并与常规的加权平均法进行了比较分析,通过实例验证了该方法的抗差能力,证明了新方法的有效性。     

DEM曲面分区内插方法研究

DEM在工程建设与自然科学领域应用极为广泛,如何准确、高效地运用曲面内插成为内业数据处理方面的研究热点。本文以辽宁省调兵山试验区域内已知点数据为基础,对比了移动三角面内插法、双多次多项式曲面内插法、Zernike多项式曲面内插法的内插精度,研究了按曲面坡度分区讨论对内插的改进效果。研究结果表明,按曲面坡度进行分区,使用多项式和移动三角面法进行混合内插,能很好地削弱地势对精度的影响,使DEM曲面内插精度有很大的提高。     

一种LiDAR点云生成格网DEM的快速算法

提出一种LiDAR点云快速生成DEM的算法。该算法首先将原始点云文件转换为点云流文件;然后对点云流文件的每个区块采用逐点内插法进行Delaunay三角剖分;最后对生成的三角网流文件进行格网划分,对每个格网点内插生成规则格网DEM。将原始点云文件转换为流文件后,可以对点云数据分块处理,处理完一个分块后即可释放内存,解决了普通计算机处理海量点云数据内存不足、效力低下的问题。     

格网内插法坐标转换

由于我国天文大地网存在较大的局部系统差和累积误差,采用Bursa模型完成坐标转换后往往还剩余较大的残差。为了提高转换精度,可以将转换区域划分为小的格网单元,利用数学模型计算得到每个格网节点的坐标转换改正量;再通过格网内插得到其中任意位置的坐标转换改正量,从而完成坐标转换。对同一区域分别用Bursa 7参数法与格网内插法进行了坐标转换,格网内插法的转换精度明显高于Bursa法。     

基于规则格网的DEM建模方法研究

利用规则格网进行逐点DEM内插的关键在于:如何提高待插点周围数据的搜索效率及如何选取内插函数模型。针对以上两个问题,本文提出了"逐步扩张搜索"法,能迅速搜索到内插点所需的参考点数据;并在分析和比较各种DEM内插算法的基础上,结合二次曲面模型和加权平均法的优点,提出"组合内插模型"。实验表明,改进后的DEM逐点内插算法,能显著提高搜索速度和内插精度,具有很好的应用价值。     

Surfer软件中高程数据内插方法比较分析

为了获取模拟连续地表高程时的规则格网DEM数据,需要对离散的高程点数据进行内插计算,内插后计算精度的好坏与内插方法的选择密切相关。此处针对Surfer10.0软件提供的12种内插方法,选取1∶5万高程数据进行了离散点内插生成DEM的实验。先从基础性目视研究中得出一定结论,而后通过耗时、DEM三维可视化效果、残差计算等方面采用层层递进、逐一排除的方式对剩下各种内插方法进行比较研究,得出实用的结论。     

基于点云数据内插DEM的精度比较研究

利用3维激光扫描技术,以云南元谋干热河谷地区冲沟为研究对象,扫描获得大量具有冲沟坐标信息的点云数据。离散的点云数据之间没有明显的拓扑关系,不能表达连续的地表形态,通过建立格网DEM可视化表达地形信息,利用不同的内插方法生成DEM并进行精度评定,以便在不同的地貌区和采点方式下选用最佳的内插模型。点云数据经过数据配准拼接以及噪声剔除,在ArcGIS软件中,通过数据格式转换,利用反距离加权插值、克里金插值、自然领域法插值三种不同的内插方法生成DEM模型,通过检查点法分析已有的固定点高程和内插相应点的高程值做误差比较,分析不同的内插精度。实验表明,反距离加权插值法和克里金插值中误差基本相同,自然领域法插值中误差最大。分析比较不同的内插精度,对地表的坡度、坡向、等高线的研究具有重要的意义。