一种基于高分辨率雷达影像以及外部DEM辅助的复杂地形制图方法

为满足在坡度陡、高差大的复杂地形地区高精度DEM制图的需要,在传统的雷达干涉测量技术的基础上,通过引入外部DEM,建立外部DEM模拟相位和干涉解缠相位的对应关系,构建多维线性模型,进行线性回归分析,去除误差相位趋势;同时根据引入的外部DEM估计高程的误差范围,进行高程点的滤波,达到精化DEM的目的,形成最终的DEM产品。该方法已经应用于高分辨雷达影像（COSMO数据）在云南德钦地区DEM地形图的制作,通过GPS数据的验证,其精度达到了国家1∶50 000 DEM制图要求。     

我国东部地区ASTER GDEM高程精度评价

为了解我国ASTER GDEM数据高程精度,在考虑空间分布的情况下,选取我国东部辽宁、山东、浙江和海南4个地区的平原、丘陵、山地等作为典型研究区,并以1∶5万DEM为假定真值、以1∶25万DEM为参照,通过DEM面误差可视化分析和DEM面误差信息熵模型等方法对ASTER GDEM数据的高程精度做了分析。结果表明:ASTER GDEM数据高程误差在整个地图上分布是否均匀与其高程精度高低无决定关系;在山地和丘陵地形研究区,其数据高程精度要高于SRTM DEM和1∶25万DEM。总体来看,中国东部地区ASTER GDEM数据高程精度整体上要高于SRTM DEM和1∶25万DEM,但低于1∶10万DEM。     

中国地区SRTM3 DEM高程精度质量评价

为揭示我国SRTM3DEM数据高程精度质量,结合已开展过SRTM3DEM高程精度质量评价工作的局部地区的研究,考虑空间分布情况,选取新疆、辽宁、山东、浙江、海南5个地区的平原、丘陵、盆地、山地等地形区域作为典型研究区,并以1∶5万DEM为假定真值、以1∶25万DEM为参照,通过DEM面误差可视化分析、DEM面误差信息熵模型、中误差模型等方法对SRTM3DEM数据高程精度质量做了分析。计算结果表明我国SRTM3DEM数据高程精度质量受地形影响并存在一定的空间差异性,同时我国范围内SRTM3DEM数据高程精度质量整体上要高于1∶25万DEM。     

太湖地区SRTMDEM高程精度质量评价

本文根据太湖地区地形特点,选择典型试验区,并以1∶50 000DEM为假定真值,通过DEM面误差可视化分析、DEM面误差谱、面误差信息熵模型、中误差模型等方法对SRTM DEM数据高程精度质量做了分析。结果表明太湖地区SRTM DEM高程精度质量要高于1∶250 000DEM,并低于1∶100 000DEM。在分级为1m的情况下,DEM面误差图能较好地描述太湖山地地区山脊线、山谷线的走势。     

利用机载双天线InSAR数据生成高精度DEM的试验研究——以大面积丘陵地区为例

机载双天线InSAR(interferometric synthetic aperture Radar)是获取高精度数字高程模型(digital elevation model,DEM)的新技术。为了获取大面积高精度的DEM,在已有的应用机载InSAR数据生成DEM流程的基础上,引入精确干涉参数定标和区域网平差处理技术,提出了利用国产机载双天线InSAR数据生成丘陵地区大面积、高精度DEM的技术流程,主要包括干涉定标、干涉处理、区域网平差、相高转换、地理编码和影像镶嵌;基于VC++开发了InSAR地形制图处理系统。以四川江油试验区4个条带、76景高分辨率机载InSAR数据为基础进行试验研究,生成了覆盖超过500 km2的高精度DEM。利用野外布设的角反射器检查点进行精度检验的结果是点位中误差为±1.188 m,高程中误差为±0.508 m。该结果表明:应用上述技术流程生成的DEM能满足丘陵地区1∶1万比例尺一级高程中误差的精度要求;机载InSAR可作为复杂地区大面积地形测图制取的一种技术手段。     

无人机载LiDAR在光伏场区1:500地形图测绘中的应用

光伏电站设计对光伏场区内平面和高程精度要求较高。为避开不能占用的地形、地类,光伏电站设计需要测绘1∶500比例尺地形图。目前,光伏场区测绘常采用低空无人机航测方法,但该方法在有遮挡的区域难以高精度采集地面高程信息,导致误差较大,给设计与施工带来损失。针对上述情况,本文制定合理且高效的测绘方案,采用低空无人机载LiDAR系统,对光伏场区进行全方位数据采集,生成高精度的DEM和DOM产品,并利用DEM和DOM制成1∶500比例尺地形图。通过现场精度对比与分析可知,1∶500地形图满足光伏场区设计要求,解决了普通航测在植被遮挡区域误差较大、不能有效表达微地形的问题。     

基于机载LiDAR的DEM数据处理及高程基准换算——以上海海岸带区域为例

以上海海岸带区域为例,介绍基于机载LiDAR采集DEM数据的基本处理流程,并重点论述将DEM数据从WGS-84大地高转换到1985国家高程基准正常高的二次曲面拟合模型的构建及精度分析。结果表明,高程基准转换模型的转换中误差为0.05 m,经模型转换后的DEM数据的高程中误差为0.33 m,能够满足海岛海岸带调查1∶10 000比例尺的数据精度要求。     

采样数据密度及栅格尺寸对高程中误差的影响分析

利用全数字摄影测量得到的高精度点数据,获取不同密度的点数据,建立基于ANUDEM和TIN方法的两种DEM,比较两种DEM的高程中误差,分析数据密度、栅格尺寸与高程中误差的关系。研究结果表明,建立1∶100 00比例尺,具有高程中误差2m左右、栅格尺寸5m以下的ANUDEM,需要的点密度水平为大于7 000个/km2,而TINDEM则为8 500个/km2。同时,当栅格尺寸小于20m、数据密度介于7 000～9 400个/km2时,无论是ANUDEM还是TINDEM,高程中误差都处于一个较稳定的状态。     

北京市数字高程模型(DEM)的研究与建立

北京市1∶1万数字高程模型(DEM)数据覆盖全北京市范围,共计927幅,利用原有1∶1万地形图,使用扫描矢量化、高程点加密等方法在ARC/INFO的TIN模块中建立三角网,生成GRID格式数据,通过ArcSDE存储在Oracle数据库中。本文对DEM的生产方法和产品模式的确立进行了讨论,重点对产品精度进行了测试与分析。     

天狼星免像控航摄系统与Inpho系统在无人机遥感数据后处理中的对比

针对传统无人机航测内外业流程复杂、工作效率低等问题,对比了天狼星免像控系统和Inpho系统的无人机遥感数据后处理流程,并对输出的DOM、DEM成果精度进行比较,取得了以下结论:(1)天狼星免像控系统比Inpho常规无人机航测系统具有外业免像控、无需内业刺点、高度自动化一键式处理等优点,大大提高了作业效率;(2)天狼星免像控系统和Inpho系统在处理1∶500无人机遥感影像数据时,均能满足1∶500航空摄影测量精度要求,而且天狼星免像控系统处理的数据精度优于Inpho系统的数据处理精度。其中天狼星航摄系统DOM、DEM中误差分别为0.043 1、0.084 3 m,Inpho系统DOM、DEM中误差分别为0.052 6、0.158 6 m。     

基于ICESat-2 ATLAS数据的DEM高程精度评价

为探究ASTER GDEMV3、SRTM1 DEM和AW3D30 DEM 3种开源DEM数据的高程精度,本文以高精度ICESat-2 ATLAS测高数据为参考数据,利用GIS统计分析、误差相关分析及数理统计对DEM的高程精度进行对比评价。结果表明：①AW3D30的质量最稳定;SRTM1 DEM在平原精度最高;在高原山地精度由高到低依次为AW3D30 DEM、ASTER GDEMV3、SRTM1 DEM。②DEM数据高程精度受地表覆盖影响较大,且与地形因素密切相关,在相同地表覆盖的两个研究区中DEM数据高程精度表现情况不一致,SRTM在平原地表覆盖下精度表现最好,平均误差为3.15 m,AW3D30 DEM在山地地表覆盖下精度表现最好,平均误差为7.61 m。③坡度对DEM数据的高程精度影响较大,在两个研究区3种DEM数据的高程误差均随坡度的增加而增加;坡向对DEM数据的高程精度影响较小,未发现明显的规律。     

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。     

ALOS-PRISM立体像对提取DEM的应用研究

本文使用ALOS-PRISM高分辨率立体像对数据提取DEM;针对DEM精度评定过程中地形单一的问题,文中着重分析了DEM在不同地形条件下的精度情况,通过与1∶50 000实测DEM比较分析,结果表明在无植被覆盖的平原地区DEM精度最高,高程中误差可以达到4.46m;其次是城区,山区最差,与同类卫星产品相比该精度已有很大的提高,因此ALOS-PRISM的应用可以为我们快速获取高精度的DEM提供一种新的途径。     

基于BP神经网络似大地水准面精化精度分析

针对BP神经网络似大地水准面精化在山区和平原等地形区域的差异,采用BP神经网络+残余高程异常的方法,建立残余高程异常与坐标的非线性函数关系,并以南方某山区和华北某平原为研究对象,对比分析了BP神经网络似大地水准面精化不同地形区域的精度。结果表明,在平原和山区均能达到较高的精度（±5 cm以内）,且平原优于山区,因此BP神经网络可应用于大面积的不同地形区域的似大地水准面精化,精度可满足1∶500～1∶2 000大比例尺地形图测量的需求。     

北京城镇航测1∶500成图若干问题探讨

北京东部地区地面沉降每年约5,在观测条件不良时网络RTK高程测量数据会出现粗差。地面沉降降低了高程起算点的精度,网络RTK高程粗差影响地形图高程注记点的高程精度。空域控制限制了1∶500地形图摄影的飞行高度,影响摄影比例尺的选择。城镇现代建筑的三维趋势,引起航测内业采集的线不是建筑物与地面的交线,造成地形图平面精度的降低。结合实例,叙述了应用数字航空摄影测量测绘1∶500地形图的作业流程。探讨了减少地面沉降对高程起算点和地形图的影响的方法,以及加大野外精确测量保证成图质量的措施。     

基准网辅助的大区域卫星影像区域网平差技术

针对目前使用数字正射影像图(DOM)作为控制资料,纠正卫星影像,容易造成几何形变的误差传递的问题,该文提出了构建原始影像基准网,进行大区域卫星影像区域网平差的方法。该方法使用外业控制点作为地面控制资料,激光点云生产的数字高程模型(DEM)数据作为高程资料,利用区域网平差技术解算基准网影像的有理多项式系数(RPC)文件,配合DEM辅助弱连接点检测技术增强基准网的稳健性,而后利用高精度连接点匹配基准网解算同源待平差影像的RPC文件。该文使用该方法建立了基于39景高分二号影像的河南安阳、鹤壁地区的基准网,并对两景新增影像进行平差处理。结果表明,平面中误差为1.6m,达到1∶10 000数字正射影像生产的精度要求,相邻影像之间的几何拼接精度优于1个像素,满足了无缝拼接。     

无人机影像数据提取大比例尺DEM的方法研究

以新疆某个试验测区为例,介绍了利用Pix4DMapper全自动摄影测量软件结合Terrasolid LDAR点云数据处理软件提取高精度DEM的方法与基本流程。通过实测的路面高程点与获取的DEM高程值做对比进行精度评价,试验结果表明,通过差分GPS无人机影像数据提取的DEM,可满足1∶2 000大比例尺地形图平坦地区DEM的精度要求。     

国产资源三号测绘卫星DSM数据质量评价--以高海拔山区为例

为了评价国产资源三号测绘卫星DSM数据精度,在顾及地貌类型的情况下,以涵盖平原、台地、丘陵等地貌的高海拔山区为研究案例,并以1∶1万实测地形图DEM为假定真值,以90m分辨率SRTM DEM为评价参照,从高程精度和地形描述精度两个方面,对15m分辨率ZY-3DSM进行精度评价分析。研究结果表明:ZY-3DSM高程精度优于SRTM DEM,前者高程中误差仅为后者的1/6;就地形描述精度来讲,ZY-3DSM与SRTM DEM相比,其地形描述精度更接近理论值,前者RMS Et实际值仅为理论值0.99倍,而后者的实际值却是理论值5.13倍。由此看来,ZY-3DSM数据精度整体上高于SRTM DEM。     

融合倾斜摄影和点云的公路沿线精细化三维重建方法

融合倾斜摄影影像与激光雷达点云数据,通过迭代最邻近点配准法和人工配准相结合的方法进行匹配融合,得到高精度的点云模型,构建了京雄高速公路两侧500 m范围真实三维场景模型,并在全长27.37 km的道路中线两侧100 m范围进行1∶1 000 DEM和DOM数据制作。实测数据检查对比结果表明,真三维模型的平面和高程精度分别优于0.15 m和0.1 m,满足了京雄高速公路规划设计的精度要求。     

一种有效改善无人机1∶500测图高程精度的方法

为了改善无人机1∶500航测成图受飞行姿态、地形条件等因素的影响,高程精度有时难以满足规范要求的问题,本文提出以倾斜摄影数据处理方法来辅助处理无人机1∶500影像数据,通过获取的LAS点云高程数据,改善高程精度。以鄂尔多斯丘陵地区为例进行试验,试验结果表明:使用所给方法获得的高程数据精度满足规程要求,并明显优于使用传统方法获得的数据。此外,文中还分析了不同地形条件高程精度改善的适用性。所给方法为改善无人机1∶500测图高程精度提出了一种有效的途径。