DEM质量控制的有效方法

本文介绍了DEM的生产方式，论述了影响DEM精度的相关要素，并以地形图扫描矢量化生成DEM方式为例，分析了DEM产品误差的来源以及提高DEM成图质量的几种有效方法。     

采样点数目对反距离加权插值结果的敏感性分析

为了研究采样点数日对反距离加权插值结果的影响,以面积为2．076×10^5km。的自俄罗斯为研究区域,采用数目逐渐变化的采样点作为实验数据,通过交叉验证方法,得到了采样点数目与插值精度之间的关系。结果表明：随着采样点数日减少,插值误差呈现先缓慢上升后迅速上升再缓慢上升的趋势。就本组数据而言,当采样点逐渐减少到约为总采样点数目的70％左右,插值的质量会发生突变。计算采样点的密度,得出每100km。采0．9-1．3个点（即每76-109km2采集1个点）的情况下,捕值精度变化不大。鉴于研究所得,在实际的生产生活中．可供大区域插值时。采样方案设计参考。     

规则格网上双方向性插值DEM精度研究

简要介绍双方向性插值方法的原理,并以线性插值和三次插值过程中的误差传播为基础,利用误差传播定律,推导出双方向性插值方法生成的DEM曲面平均高程误差值,并对线性插值和三次插值公式本身的精度进行分析。     

应用地统计学和径向基函数的DEM插值

为了解决紧支撑径向基函数(CSRBF)内插生成DEM中合理设置紧支撑半径的问题,文章提出了基于地统计学和CSRBF的DEM插值方法,采用地统计学中变程的倍数来度量空间相关性的强弱,取变程的倍数设为CSRBF紧支撑半径,使得CSRBF插值矩阵呈稀疏带状分布,保证插值矩阵稳定求解,最终生成较高精度的DEM。最后以实测高程数据为例,使用交叉验证对插值方法进行实验,根据最大误差、最小误差、平均误差和均方根误差等指标进行精度分析,结果表明该插值方法精度高,插值结果可靠,可作为一种有效的DEM插值方法。     

高精度DEM建模的加权径向基函数插值方法

在数字高程模型（digital elevation model,DEM）建模过程中,经典空间插值方法均没有考虑断裂线附近的局部地形特征影响,使得断裂线局部区域高程被平滑,从而导致地形特征失真。为了解决该问题,构造了一种顾及断裂地形特征的定权方法,并以径向基函数（radial basis function,RBF）为插值算子,提出了加权径向基函数方法。首先通过捕捉每个采样点的结构张量,自适应计算采样点与待求点的距离,然后利用该距离对每个采样点赋予合适的权重,最后利用加权插值实现DEM建模。以10组国际摄影测量和遥感学会公共数据和1组山体滑坡区域的机载激光雷达点云数据为例,利用所提方法构建样区DEM,并将计算结果与标准RBF及传统插值算法（如反距离加权法、克里金法、约束不规则三角网法）进行比较。精度分析表明,不论采样点数为多少,所提方法计算精度均优于其他插值方法;对DEM山体阴影图分析表明,相较于传统插值方法,所提方法能较好地保持断裂线局部地形特征。     

基于DEM生成等高线的方法

绘制等高线算法,分为等高线确定,等高线短线构成和等高线短线连接。首先确定每条等高线具体高程和等高线条数,根据等高线高程,划分各点所在地势级,找出地势变化处的点,在这些点的附近找出等高线经过处,内插出等高点,再将同一等高线上的两点连接成短线,短线连接是根据同一等高线上的点,高程相等又相互连接,在等高线短线中,找出高程相等,由相同坐标点的短线,将其逐个连接起来,便形成了完整的等高线。     

DEM建模方案的分析

首先阐述了数字地面模型的定义，其次叙述了目前DEM建模的方法：根据离散点建模和根据等高线数据建模，最后讨论一种基于数字化等高线建立高质量DEM的方案，并分析其可行性。     

DEM精度评估与质量控制方法研究

本文以地形图扫描矢量化生成DEM方式为例，分析了DEM产品误差的来源。论述了影响DEM精度的相关要素，讨论了几种DEM精度检查方法，并根据不同地形特点提出了相应的DEM产品质量控制方法。     

基于不同插值方法的PM1污染物浓度研究

随着GIS和计算机技术的不断发展,窄间数据插值应用越来越广,本文基于PM1污染物浓度数据,阐述了反距离加权插值法（IDW）,普通克里格插值法（Kriging）和样条函数插值（SPLINE）三种空间插值方法的数学含义,并指山了各自的特点。在IDW插值图像中,在权重不同的情况下,变化比较大的地方出现在采样点属性值变化剧烈和频繁的区域。SPLINE（规则样条）是基于生成具有连续的二阶导数和最小平方曲率的插值方法。Kriging比其他二种方法灵活,参数限制更多。但不管用哪一种插值方法,空间插值不能代替观测数据,在有一定数量的观测数据的基础上,插值结果才会更逼近真实值。     

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。     

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。     

几种建立DEM模型插值方法精度的交叉验证

建立DEM模型时需要对离散的高程点进行空间插值,实现这一目的的插值方法有很多种。文章主要选择了6种常用的插值方法,分别在平原、丘陵和高山几种不同复杂程度的环境下对其插值的精度使用交叉验证方法进行评估。结果表明,同样的插值方法对不同复杂程度的地形效果是不一致的,多种插值方法中以克里金插值方法的插值适用性最强,精度最高。     

DEM曲面内插组合方法的研究

数字高程模型广泛应用于测绘科学各个领域,如何建立模型并高效率地进行内插成为现在研究的热点问题。文中以辽宁省黑山市调兵山地区三维坐标采集数据为基础,使用多项式曲面内插法、加权平均法和组合方法进行内插,对比内插精度,验证加权平均对多项式内插精度的影响,研究组合方法的可行性,找出适合实验区域的内插方法。研究结果表明:在实验区域使用多项式和加权平均内插方法时加权平均方法内插精度最高;加权平均方法能较好地优化多项式内插精度;组合方法中加权双三次多项式内插方法能较好地削弱地势对精度的影响,是一种适合实验区域的方法。     

DEM插值算法的局部地形特征适应性研究

对于绝大多数DEM插值算法而言,很大程度上依赖于局部范围内采样点数据集的地形特征。因此,本文选用地表粗糙度和空间分布指标建立了局部地形特征描述模型,用以描述局部范围内采样点数据集的特征;然后运用K均值聚类分析和残差比较分析等方法,研究了地表粗糙度指标和空间分布指标对DEM插值算法的相关关系,相应结论有助于DEM插值算法的局部地形特征适应性选择。     

不同DEM插值算法对提取坡度和坡向的影响研究

针对数字高程模型数据的精度与内插算法的有关问题,分别选取反距离加权插值算法、径向基函数插值算法、最近邻点插值法和克里格插值算法生成DEM。根据插值参数对插值精度的影响不同,选择插值参数为研究对象,然后运用交叉验证法与方差分析等试验方法来研究插值参数与DEM精度的关系,以便得到合理插值参数,并通过对不同插值算法生成的DEM计算坡度坡向面积,分析不同内插算法对坡度坡向的面积变化规律。通过研究发现,不同的内插算法主要是对小坡度区域(15°)有影响,而坡度较大(15°)时没产生显著的影响。不同插值算法生成的DEM提取的坡向主要在平坦地区有显著的影响。     

基于二元样条函数的DEM传递误差模型

根据两点数值微分公式建立了基于二元样条函数的规则格网数字高程模型(DEM)的表面表达模型,得出了基于二元样条函数的传递误差公式.公式表明,二元样条函数的DEM传递误差与双线性多项式的传递误差相同.但由于样条函数的DEM表面建模误差低于线性多项式的DEM表面建模误差,因此,基于样条函数的DEM表面模型具有更高的精度.     

DEM插值参数优选的试验研究

插值参数是构成插值算法的基本元素,不同的插值参数产生不同的插值精度,甚至存在巨大差异。但是对于普通用户来说,选择合适的插值参数是困难的,最终导致插值参数选择的随意性。在插值算法相关内容的研究中,使用不合适的插值算法或插值参数可能存在潜在的严重后果,甚至得到完全相反的实验结论。因此,本文根据插值算法最优权重确定方法的差异,选取反距离加权插值算法、径向基函数插值算法和普通克里格插值算法的相关插值参数,进行插值参数的“优选”研究。首先根据插值参数对插值精度的不同影响,选择相关插值参数作为实验研究对象;然后选择六种不同地貌类型地区的稀疏分布的离散采样数据作为实验数据源,运用交叉验证法、相关分析、趋势面分析和方差分析等一系列实验方法,系统研究并给出实验插值参数的“最优”取值区间, 消除插值参数选择的随意性,更好地指导DEM建模的运用。     

基于二元样条函数的DEM传递误差模型

根据两点数值微分公式建立了基于二元样条函数的规则格网数字高程模型(DEM)的表面表达模型,得出了基于二元样条函数的传递误差公式。公式表明,二元样条函数的DEM传递误差与双线性多项式的传递误差相同。但由于样条函数的DEM表面建模误差低于线性多项式的DEM表面建模误差,因此,基于样条函数的DEM表面模型具有更高的精度。     

一种顾及地形特征的DEM内插方法

Delaunay三角网是表示地形的一种常用方法,在DEM内插中也有着广泛的应用.文中利用自适应分块技术进行Delaunay三角网的快速构建,实现了基于Delaunay三角网的DEM规则格网快速内插,内插结果能较好地顾及地形特征且反应地表的真实形态.     

一种顾及地形特征的DEM内插方法

Delaunay三角网是表示地形的一种常用方法 ,在DEM内插中也有着广泛的应用。文中利用自适应分块技术进行Delaunay三角网的快速构建 ,实现了基于Delaunay三角网的DEM规则格网快速内插 ,内插结果能较好地顾及地形特征且反应地表的真实形态