一种由等高线构建DEM的新方法

基于HASM,提出了一种由等高线建立DEM的新方法HASM-OC。HASM—OC方法保证地形曲面的整体光滑性,保证DEM最大程度上忠实于原始等高线数据。实际等高线案例结果表明,HASM—OC方法与基于薄板样条原理的Hutchinson方法的DEM模拟结果及其回放的等高线差相比,前者比后者保留更多的地形特征信息,前者的回放等高线比后者回放等高线更忠实于原始数据。     

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。     

基于DEM匹配的滑坡检测

基于不同时期DEM数据检测地表变形是进行滑坡、泥石流等地质灾害检测的有效手段,DEM匹配是关键,两个变形地表的模型曲面特征对应关系确立是难点。针对高山地区DEM匹配问题,提出了一种新颖且稳健的基于等高线和最小二乘曲面匹配相结合的方法。该方法首先利用等高线的形状检测地形没有变化的山顶区域,提取位置不变的山头点作为控制点,能够提供足够好的转换参数初始值;其次采用最小二乘曲面匹配技术实现最优匹配。试验结果表明所提方法不受DEM粗差、数据异常以及地形变形的影响,具有很强的抗噪特性,可以在复杂地形条件下检测出稳定不变的控制点,取得较好地配准效果,最终在高程差异图上检测出明显的滑坡区域。     

一种面向DEM多尺度表达的傅里叶能量谱模型

针对数字高程模型（digital elevation model,DEM）数据的多尺度表达问题,根据DEM格网数据在能量谱密度中“低频-高能-大尺度”的对应关系,在化简中关联地形语义特征,构建了DEM数据的多尺度表达模型。实验结果表明,该模型可以实时动态派生不同尺度下的DEM数据,通过等高线放样观察发现,该模型派生的DEM数据满足地形表达、空间认知和制图综合中的“保留主要地形特征、舍弃次要地形特征”的基本原则。与常用的DEM化简方法进行高程值统计以及坡形变化的定量对比分析,结果表明该方法在统计意义与结构意义上都具有较好的效果。     

基于重构等高线的格网细化模型

以规则格网DEM为基础,利用回放等高线与原等高线进行比较,提出两个误差指标和一种格网细化模型,以生成多分辨率的格网DEM,并提高DEM的等高线精度。针对该模型的两个关键步骤,进行了较为详细的论述。通过对一幅实际地形数据进行试验,比较不同方法得出的DEM等高线精度,为DEM精度研究,特别是多分辨率DEM精度研究,提供了一种新的方法和思路。     

基于等高线表面估计法的LIDAR数据DEM提取

本文采用了一种新的利用LIDAR数据提取数字高程模型(DEM)的方法。该方法首先由原始LIDAR数据内插生成数字表面模型(DSM),然后根据DSM等高线闭合及相交情况,将等高线分为非地面等高线和地面等高线,最后内插地面等高线生成当前DEM,并采用迭代逼近的方法进行精化,生成最终的DEM。实验证明该方法可以适用于有一定起伏的地形表面,而且该方法原理简单,计算量小,切实可行。     

基于DEM的遥感数据复原方法研究

介绍了一种基于数字高程模型（DEM）的遥感数据复原新方法。此方法将地形因子作为最主要的作用因子，不考虑卫星传感过程中的随机影响。首先，根据基础地理数据，按其等高线层生成DEM； 然后，利用DEM，通过实测样点、DEM和经过纠正的遥感数据的信息融合，进行遥感数据中像元样点的坡度、坡向分析，建立DEM与遥感信息的相关关系模型，以数学统计方法描述地形因子对遥感数据的作用机理； 最后，进行逐像元的遥感信息复原(归一化)。结果表明，该方法具有较好的信息复原效果，可消除或减少地形对遥感数据的影响，增强遥感技术在山区复杂地形下的实用性。     

一种自动生成等高线的快速处理方法探讨

等高线是地形图的重要组成要素之一,在各类比例尺的地形图测绘生产中,等高线主要通过传统航测技术生产而来,虽然这种方式能够形象地反映和概括等高线形态,但是其往往费时费力且对作业人员经验和素质要求较高。本文采用DEM生成等高线的方式,结合不同地形类别,分别采用直接对DEM生成等高线和对DEM平滑后生成等高线两种方式获取等高线,再对等高线进行平滑简化、取舍删除的方式,获取不同地形类别DEM生成等高线最优方案,从而提高等高线的生产效率。     

基于地形图数据的煤矿塌陷区域研究

地面塌陷是地下矿产采空区常见的一种地质灾害,由矿山开采引起的地面塌陷往往形成洼地、槽谷或负地形,并伴随有不规则的开裂和地形起伏,对人类生产活动造成极大的危害。本文以陕西某矿区为例,根据其2011年高精度地形图数据和2021年高精度地形图数据,提取其高程点、等高线数据,在ArcGIS平台下生成高精度DEM数据,对比两期DEM数据,分析得出塌陷区域,并且套和其采掘平面工程图进行验证,为更合理地规划人类生产生活活动以及防治自然灾害提供强有力的支撑。     

等高线套合差及在DEM质量评价中的应用研究

DEM再生等高线与原始数字化底图等高线的套合检查,是目前基于等高线生产DEM中质量检查的主要方法。针对该方法在自动判读及定量评价方面的不足,首次提出等高线套合差的概念,阐述套合差的自动计算与分析方法,并在此基础上,以地形较为复杂多样的黄土丘陵沟壑区为实验样区,研究等高线套合差在评价DEM质量上的应用条件、应用方法与效果。通过用等高线套合积差、超限区个数比、系统偏差等几个测算因子定量检查DEM数据质量,不仅能反映DEM的精度特征,也能有效揭示误差的空间分布,模型更为全面,易于实现自动获取,是一种评价DEM质量的有效方法。     

地形平坦地区DEM生成算法的比较研究

数字高程模型(DEM)是GIS的基础数据之一,是许多涉及高程信息的空间分析的重要基础。DEM插值精度的好坏直接影响基于DEM的各种地学分析及应用,因此研究高精度的DEM插值算法具有重要意义。介绍了基于水文强化算法的DEM插值算法——ANUDEM,并与传统的TIN建立DEM的算法进行了比较。认为在地形复杂地区由于等高线密集,高程信息丰富,两种插值算法效果都比较好;而在地形平坦地区ANUDEM算法精度优于TINDEM,并且,ANUDEM得到的DEM很好地避免了平山顶、阶梯状地形,其派生的等高线和水系与原始数据更加吻合。相对于TINDEM算法,ANUDEM算法更适合地形平坦地区的DEM建立。     

基于三维激光扫描技术的矿山地形快速测量的关键技术研究

介绍利用三维激光测量技术进行矿山复杂地形测量的流程与方法,提出基于网格分块的激光点云数据非地面点的快速过滤方法,并详细介绍移动最小二乘法拟合地形表面的DEM方法和采用三次B样条曲线拟合地形等高线方法等关键技术。在此基础上,利用IDL语言编制基于激光点云数据的矿山测量快速出图软件LIDARVIEW。该软件具有激光点云快速处理(包括点云删除、过滤、合并和抽稀等)、地物快速绘制、DEM和等高线生成等功能。最后以实例说明如何利用三维激光扫描仪和LIDARVIEW软件实现矿山地形的快速测量与绘制,以得到矿山数字地形图、DEM数据和等高线等成果。     

从栅格DEM和地形特征数据生成栅格等高线的研究

本文研究了一种利用栅格ＤＥＭ和地形特征数据，直接计算等高点并生成数字等高线的方法，对于采用栅格数据输出设备输出等高线而言，这种方法可以免去矢一栅等高转换等计算，初步实验表明，这种方法给出的等高线地貌显示良好。     

基于格网重构等高线的DEM精度评估

基于重构等高线，本文提出了一种新的DEM精度指标-原始等高线与重构等高线间的面积差与原始等高线长度之比，研究基于重构等高线的DEM精度评估，评价DEM与实际地形吻合的情况。     

不同分辨率SRTM-DEM的数字地形分析比较研究

以通化地区为试验区,利用Arc/Info软件,将原始的SRTM数据生成等高线,再插值生成不同分辨率的DEM数据,提取了高程差、坡度、坡向、地形阴影数字地形信息,并根据D8算法,对流域信息进行提取。结果表明:不同分辨率的DEM在描述地形的整体变化上存在的差异很小,但高分辨率的DEM可以更好地反映出地形的细微变化;在水文模拟方面,流域网络的数量及沟壑密度与DEM的分辨率成正相关的关系,但由于高分辨率的DEM信息冗余,在水文模拟方面,提取流域网络的时候会出现生成伪沟谷的现象。     

黄土丘陵沟壑第三副区水文地貌关系正确DEM的建立与评价

本文以黄土丘陵沟壑第三副区的藉河流域为研究区,利用ANUDEM软件和1:5万地形图研究了水文地貌关系正确DEM的建立方法,从派生等高线与原始数字化等高线对比等方面对建立的DEM进行了质量评价。并且与传统TIN方法建立的不同水平分辨率的DEM做了比较。结果表明:由等高线、高程点、河流和陡崖线在ANUDEM5.1中生成的DEM质量优于由等高线、高程点和地形特征点用TIN方法生成的DEM。ANUDEM建立的DEM更能精确地反映水文地貌特征。在此基础上,研究了确定集水面积阈值的方法,通过在Arc/Info环境下运行AML程序自动提取了基于水文地貌关系正确DEM的流域特征。     

基于Model Builder DEM的明暗等高线绘制

以重庆市缙云山DEM为数据源,首先利用ArcGIS的Model Builder生成明暗等高线模型,然后导入重庆市缙云山DEM数据得到明暗等高线,最后根据明暗等高线属性字段设置受光面和背光面等高线颜色得到具有三维立体效果的明暗等高线地图。实验结果表明,根据DEM绘制得到的明暗等高线与缙云山实际地貌形态较符合,能真实反映缙云山的三维地貌形态,弥补了传统等高线表示地形立体感不强的缺点,同时空间建模也大大提高了等高线绘制工作的效率。     

顾及地形梯度变化特征的DEM构建方法及其应用实例研究

以高精度曲面建模(HASM)方法为基础,提出了一种顾及变量梯度变化特征的DEM构建方法,将地表高程的梯度变化方向融入到HASM方法中的高斯方程构建中。实验结果表明,构建的DEM无论是从高程精度还是形态精度都优于对比方法。构建的DEM高程数值误差的绝对值最大值、平均绝对值误差、均方根误差等指标均低于对比方法,同时该方法构建的DEM高程误差的空间分布更为随机,表明该方法具有更好地稳健性,受数据质量、地形复杂程度等因素的影响较小。此外,构建的DEM生成的等高线与原始等高线偏差最小,生成的山体阴影与参照DEM生成的山体阴影相似度最好,表明构建的DEM具有更好的形态精度。本研究对复杂地形区域的DEM构建及应用分析具有一定参考价值。     

集成形态学重建和测地距离变换的DEM内插方法

等高线是获取数字高程模型(DEM)常用的数据源之一,但内插方法对DEM生成精度有显著的影响。基于形态学重建和测地距离变换运算,提出一种等高线数据生成DEM的内插方法。形态学重建用于获取与空间一点对应的最邻近的上等高线和下等高线的高程值,测地距离变换用于获取该点到上下两条等高线的测地距离;使用沿流水线的线性内插获取该点的高程值。实验表明,在只使用等高线数据生成DEM的情况下,本文提出的内插方法获取的DEM精度更高。     

ASTER GDEM V2的南极冰川高程误差校正及精度分析

ASTER GDEM V2是研究南极冰盖表面的一种重要DEM数据源。由于南极冰雪区反射率高且缺乏地形特征，导致ASTER GDEM V2存在大量的坑、隆起等噪声，难以直接用于南极地形分析。本文以ICESat/GLAS激光点高程数据作为参考，采用修正等高线法对南极伯德（Byrd）冰川ASTER GDEM V2进行了误差校正，并将其与ICESat-1 DEM的垂直精度进行了对比分析。结果表明：ASTER GDEM V2的RMSE由校正前的26.56 m下降到校正后的18.77 m，远低于ICESat-1 DEM的RMSE（121.24 m）；校正后的ASTER GDEM V2高程精度受坡度影响较小，不存在明显的系统误差，而ICESat-1 DEM的高程精度受坡度的影响较大。本研究进一步通过地形剖面分析得到：校正前的ASTER GDEM V2噪声主要分布于高程较低、地形平坦的区域，通过修正等高线的方法可以有效去除这些噪声，去除噪声后的ASTER GDEM V2可作为研究伯德冰川理想的DEM数据源。