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。     

一种改进的移动曲面拟合DEM插值方法

针对传统曲面移动拟合法中定权方式仅以采样点与待插点的距离作为权重,而忽略采样点方向性和分布对DEM插值精度的影响问题,将Shepard加权模型引入曲面移动拟合法中进行分区定权,并在此基础上对采样点的方向性和分布进行约束,提出改进的曲面移动拟合插值方法。以湖南城市学院玉壶山作为研究对象,利用线性内插法、自然邻点插值法、曲面移动拟合法和本文方法对采样点数据进行插值生成DEM,并采用数值精度指标、等值线、坡度和坡向值以及剖面值对不同算法插值结果进行分析和评价。实验结果表明,在地貌类型为丘陵和山地的混合地区,本文方法内插出的DEM效果相对较好,DEM具有良好的连续性,能够较好地模拟出研究区的真实地形。     

基于Hutchinson的DEM建立及质量评价

建立高质量的数字高程模型(DEM)是正确计算坡度、坡向、提取流域地形特征、进行水文分析的前提。国外应用最广的是基于Hutchinson方法的DEM插值方法和应用该算法的软件ANUDEM,该软件采用有限微分内插技术和地形强化算法,自动去除伪下陷带点和生成输入数据错误文件。研究表明,通过等高线回放、DEM中误差、坡度、河流、光照模拟等方面的对比,ANUDEM生成的DEM表面光滑,比常规用TIN方法构建的TIN-DEM更能准确地表现地形起伏,其提取的坡度、光照图更准确,适宜进行水文分析。     

基于坡度坡向的地貌晕渲实现研究

本文利用规则格网DEM数据,研究基于坡度坡向的地貌晕渲制作过程。通过选择合适的坡度坡向算法、光照模型和光照插值算法,实现基于坡度坡向的地貌晕渲。     

关于DEM的高程、坡度、坡向精度评估

本文在南部Appalachian山区的Blacksubury,Virginia中心地区的两个DEM上评估了高程、坡度、坡向的精度。第一个是美国地调局(USGS)在30m格网7.5分的方形图幅上使用Gestalt Photomapper(GPM)仪器,根据1:40000落叶期的航空像片自动立体相关处理完成的。同一地区的第二个DEM,是利用STX公司设计的专业立体相关技术,处理SPOT全色波段立体像对取得的,其间利用SPOT图像公司高解像力的DEM产品,对于DEM高程、坡度、坡向的精度进行了目视评估,并与野外测量获取的高程、坡度、坡向值进行了比较,USGS用GPM获取的DEM在微观地貌表现方面要好一些,而USGS—GPM和SPOT—STX两个DEM的高程差平均值小于6m,且误差分布中心未显著偏离零值,满足1级精度要求。从SPOT—STX的DEM所导出的,在坡度、坡向的统计上表现出一些显著的大误差,而USGS—GPM的坡度、坡向误差发布中心未显著偏离零值。在坡度、坡向与它们各自的误差之间有显著的大的相关性。本文很少的关于DEM导出的坡度、坡向以及高程的评估之一。读者会注意到这些结论不一定适用于不同的DEM生成方式、算法以及不同地形和植被情形的地区。     

插值条件下格网DEM坡度计算模型的噪声误差分析

针对目前DEM（Digital Elevation Model, DEM）数字地形分析的精度评价多数不考虑DEM误差的空间自相关性或仅仅采用经验的自相关性模型问题,本文从DEM插值入手,从理论上推导了插值条件下格网DEM邻域窗口内坡度噪声误差的空间自相关性模型以及坡度精度模型,并选取典型的插值方法和坡度差分算法,从实验角度分析了在顾及和不顾及空间自相关性两种情况下的格网DEM坡度计算模型的噪声精度,实验结果表明：坡度精度受DEM噪声误差的空间自相关性影响较大,并与DEM插值方法和坡度计算模型中的差分算法有关。     

不同最小上图面积指标坡度图对耕地净面积的影响

在第三次全国国土调查中,耕地净面积的计算包括坡度级别、田坎系数等。田坎系数由外业样方测量获得,坡度级别由DEM数据生成,因此由DEM生成的坡度图其精度是影响耕地面积精度的一个重要指标。通过坡度分级图对比,剖析了不同最小上图面积指标生成的坡度图对耕地面积的影响。     

反距离加权插值算法中插值参数对DEM插值误差的影响

插值算法是影响DEM精度的主要因素之一,对于插值参数如何影响插值算法并最终影响插值精度却研究较少。这里以反距离加权插值算法中的插值参数为实验对象,选取了6种不同地貌类型的离散点数据,基于中误差度量指标,运用交叉验证方法研究权指数、搜索点数、搜索方向对DEM插值精度的影响。实验结果表明:1)在搜索方向方面,四方向搜索和八方向搜索对提高DEM插值精度并不明显;2)搜索点数为8～12点是较好的选择;3)当权指数≥3时,对DEM插值精度的影响不明显,2或3是较好的选择;4)3因素对DEM插值精度的显著性影响顺序为"权指数>搜索点数>搜索方向"。     

用等高线内插DEM的不同算法的误差分析

本文以南方丘陵地区为研究区域,利用ARCG IS软件平台,对不同的DEM内插算法的误差进行了对比研究,研究表明:不同的算法内查高程误差总体符合正态分布,且较大误差主要分布在地形结构线附近;研究还表明:在南方丘陵地区,与人们通常采用的TIN方法建立的DEM相比,ANUDEM插值生成的DEM更能够精确地模拟真实的地形。     

DEM内插算法对坡度的影响

本文以干旱、半干旱地区的渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区域,利用样区的1:50000的矢量地形图为数据源,通过对不同插值算法生成的DEM计算坡度,坡度计算像元值分别采用25m、50m、100m、1.50m、200m,5个分级.通过对比研究发现:在坡度小于27°时,不同的算法对坡度具有显著的影响,而大干27°时,算法不会...