无人机影像构建三维地形研究

高分辨率无人机影像相对于卫星影像能提供更多的形状、纹理以及地表信息,在地形的三维重建方面有着独特的优势。中国西部很多区域位于高原地带,地形多以中、高山地为主,采用常规测图方法获取地形图难度较大。文中提出一种通过自动匹配生成离散点来构建TIN及优化的方法,辅以少量人机交互修改,最终生成DEM,完成三维建模。研究结果表明方法在平坦地区能够满足1∶1 000三维地形构建的要求,工作效率提高两倍;在山地区域满足1∶2 000三维地形构建要求,工作效率提高4倍。     

重力地形改正的计算模型研究

为了比较分析地形改正两种模型间的差异及不同地形对地形改正的影响,采用我国4类不同地形的DTM数据,分别使用质量棱柱地形模型和质量线地形模型计算这4个区域的地形改正误差,发现由这2种模型计算得到的地形改正量间的差异很小;研究了平地、丘陵、山地和高山4种地形对地形改正误差的影响,地形改正误差与地形起伏变化强相关;考虑到3阶...     

全景立体视觉的快速近区重力地形改正方法

重力地形改正是区域重力测量工作中的一个关键步骤,目前重力地形改正的主要挑战是如何快速地重建测站附近高精度的三维地形。本文提出了一种基于全景立体视觉和摄影测量技术的快速近区重力地形改正方法,设计和开发了相应的快速测图系统。为了使该系统硬件尽量小型化并满足精度需求,我们进行了系统的理论精度分析和设计优化。所开发的研究系统可以从获取的全景立体图像自动生成DEM并计算重力地形改正值。该系统已经过野外多站多种地形的实验验证,结果表明其效率和精度明显优于传统的野外测量方法。     

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。     

多分辨率分析的InSAR轨道误差去除算法

针对传统的多项式模型去除InSAR轨道误差时,只能去除由于基线不准导致的平地相位残余误差,而对于基线误差引起的与高程相关的地形相位误差仍保留在干涉图中,提出了一种多分辨率分析的干涉相位轨道误差去除方法.从InSAR成像几何结构出发,分析轨道误差的空间特征,推导了由基线误差引起的平地相位误差及地形相位误差;再通过多分辨率分析把轨道误差与对流层延迟误差相位、外部DEM引起的地形误差相位、噪声相位等进行滤除,最后采用最小二乘计算多项式模型参数,可以更精细的估计出轨道误差相位,吸收与地形相关的误差.结果表明,经过改正的干涉图与DEM的相关系数仅0.033 8,相对于线性模型和二次多项式模型的0.165 5和0.071 9,对地形相关轨道误差的去除改善程度达到79.1％和53.0％,能够更好地去除轨道误差,提高了轨道误差估计精度,吸收了与地形相关的误差.     

DEM网格尺寸对地形因子精度的影响分析

本文以四川省为研究区,基于SRTM数据和GDEM数据,选取5种不同网格尺寸提取坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率和地表粗糙度等地形因子,比较DEM网格尺寸变化对提取的地形因子计算结果的误差。研究表明,DEM网格尺寸的增大增加了DEM对地形信息的概括,提取的地形因子准确性降低;但是网格尺寸如果过小,会导致数据量快速增大,浪费大量时间和计算机资源。所以在生产实践中,应综合考虑多种因素选择适宜的网格尺寸。     

等高线生成规则格网DEM适宜分辨率的选取方法研究

等高线数据是生产规则格网DEM的常见数据,生产过程中DEM适宜分辨率的选取直接决定DEM的地形表达精度,影响下一步数字地形分析的结果。本文以辽宁某丘陵样区1∶50 000地形图中等高线为基础数据,首先,基于整体地形特征及等高距对适宜分辨率做出大致判断,通过初步分析确定6种备选分辨率;然后,基于不同分辨率坡度均方根误差(Slope RMSE)在格网大小逐渐减小的过程中趋于稳定的特性确定适宜分辨率;最后,利用重构等高线与原始等高线的对比结果验证适宜分辨率选择的准确性。经过实验得到样区数据适宜分辨率为20 m。     

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。     

地形改正在GPS高程拟合中的应用研究

研究在RTK测量中,利用准确的似大地水准面,参考DEM模型数据,求解地形改正,达到提高GPS拟合高程精度的目的.试验结果表明:在丘陵和山地地区,应用地形改正能有效提高GPS拟合高程精度,为提高GPS拟合高程精度、充分利用GPS拟合高程、提高工作效率开辟了新的途径.     

丘陵地区无人机1∶2000测图与控制点关系研究

在分析无人机成图误差因素的基础上,选择重庆市潼南区柏梓镇郭坡村为研究区,开展丘陵地区1:2 000比例尺DOM和DEM成图精度与控制点分布关系研究。结果表明,在控制点分布较为均匀的情况下,控制点的密度大于0.2时,DOM精度能够满足规范要求;控制点的密度大于2.6时,DEM精度能够满足规范要求。     

无人机航摄系统在复杂地形应用的关键技术试验

随着经济快速发展,我国对于大比例尺地形图的需求越来越高,传统航测技术在生产效率和精度上都无法满足要求。在本次试验中,通过研究GPS实时动态差分技术和数据后处理等关键技术,提高了数据精度。实现了固定翼无人机航摄系统在山区丘陵和城区居民地两种复杂地形的1∶500大比例尺DOM和DEM的制作,通过精度检查表明,其精度完全满足1∶500大比例尺DOM和DEM的要求。同时摆脱了传统航摄影像制作时需要外业像控测量的作业模式,大大提高了生产效率。     

不同比例尺DEM地形信息容量的探讨

本文以福建省11个地区作为实验样区,利用Python脚本进行批量提取地形因子,从中选取坡度、粗糙度两个地形因子,并引入信息论中的信息熵、自信息相关理论进行研究。以1∶10 000比例尺DEM提取的地形因子为真值,与1∶50 000比例尺DEM所提取的地形因子信息容量进行对比分析,研究两种比例尺DEM所提取的地形因子引起的信息容量的损失和纠正方法,以及通过线性回归分析寻找两种比例尺DEM的相同地形因子面积定量信息对应的转换公式。     

坡度随水平分辨率变化及其空间格局研究

以黄土丘陵沟壑区的县南沟流域为研究区,基于1∶1万地形图,利用ANUDEM软件生成5m到200m分辨率DEM,并利用Arc/Info中计算坡度的方法提取了各种分辨率的坡度。研究表明,随着DEM分辨率的降低,单个样点坡度值表现出不确定性,但同一坡度级所有栅格点的坡度均值呈现一定的规律性,低坡度段表现为先升高后降低,中坡度段呈现微弱变化,陡坡度段呈现对数降低趋势;沟沿线上坡度值呈比较剧烈的下降趋势、分水线和流水线上坡度缓慢下降。     

Orthorectification of IKONOS and impact of different resolution DEM

IKONOS image has been wildly used in city planning, precision agriculture and emergence response. However, the accuracy of IKONOS Geo product is limited due to distortion caused by terrain relief. Orthorectification was performed to remove the distortion and the impact of different DEM on orthorectification were evaluated. 38 ground control points （GCPs） and 25 independent check points （ICPs） were collected. DEMs were generated from 1 ： 10 000 and 1 ： 50 000 topographic maps. Results show that RMS error at the check points is 1. 554 0 m using DEM generated from 1 ： 10 000 topographic map, which can meet the accuracy requirement of IKONOS Precision product （1.9 m RMSE）. While RMS error is 2. 572 4 m using DEM generated from 1 ： 50 000 topographic map.     

地性线的山地区域的卫星影像几何精纠正

提出了一种山地区域基于DEM地性线的控制纠正新方法,该方法以数字地形模型DEM为无几何变形的控制基准纠正卫星影像。阐述了提取沟谷、山脊、山峰和凹地区域的地性线的原理和算法,给出了山地区域基于地性线进行卫星图像几何精纠正实施步骤,进一步讨论了地性线提取、控制点采集存在的问题,以及解决问题的途径。实验结果表明,对于山地区域,地性线的空间数量数倍于水系、道路等常规地图层;地性线来源于DEM,其空间稳定性和可靠性更高,可以用于山地区域的卫星影像的严格控制纠正。用该方法进行几何纠正处理,几何误差能控制在一个像元的水平上。     

基于二阶微观地形因子的可视化增强研究

地形可视化是对地形的直观表达,是人们了解和认识地形的基本途径。通过传统的可视化技术所展现的三维高低起伏效果,相比平面图虽然更容易判读出地形的总体走势,但对地球表面的纹理细节要素的刻画程度却远远不足,无法达到特定工程应用中对地形真实性的需求。因此,本文以黄土丘陵地区原始DEM为主要数据源,通过研究二阶微观地形因子,重点阐述了如何利用二阶微观地形因子增强DEM地形可视化效果,从而达到刻画出该地形正常难以辨别的细小地表单元的目的。     

基于1：10000地形数据更新1：50000DEM的研究试验

对1：50000DEM数据库的现状进行了分析,提出了利用1：10000地形数据更新1：50000DEM的主要内容和两种疗法．简要介绍了地形变化检测方法。通过时试验区规则格网DEM成果的精度检查验汪了方法的可行性。客观分析了本次试验的特点和不足,为以后大比例尺地形数据更新小比例尺DEM等相关工作提供了技术参考。     

DEM 地形描述误差的概率分布特征研究

以黄土丘陵1:1万DEM为基础数据,通过稀疏抽点法获取不同格网点布设位置下的DEM,进而分析不同分辨率DEM中单个地面点和区域地形单元的Et概率分布特征。实验结果表明:对于任意格网分辨率DEM,无论是不同布设方案下的单个地面点,还是区域地形单元,其Et的概率密度均呈现正态分布特征。对于单个地面点,如果以其为中心的3×3DEM格网单元区域以凸地形为主,其Et概率密度呈现出右偏正态分布特征;如果以凹地形为主,则呈现左偏正态分布特征,其他区域则呈现标准正态分布特征。     

国产卫星遥感数据在电力选线中的适用性研究

国产卫星遥感数据以其大范围同步观测、综合成本较低等特点在电力选线中具有潜在的应用优势。本文以某220 k V架空输电线路设计为例,对高分二号正射影像进行无控定位精度和有控定位精度分析比较,以及对资源三号影像进行区域网平差,统计分析其在无控制点和有控制点情况下的平差精度。研究表明:高分二号卫星影像在有控制点的情况下其纠正精度完全能够满足1∶10 000全地形比例尺精度要求,利用资源三号影像制作DSM的高程精度能够满足山区1∶10 000地图比例尺要求。综合电力选线相关规程中对选线各阶段的比例尺要求,国产高分二号和资源三号联合应用,完全能够满足山地地区的电力选线的可研性和初设阶段的平面及高程精度需求。