机载 LiDAR 点云更新1∶1万 DEM 关键技术探讨

结合 TerraSolid 对机载激光雷达数据进行后处理的生产流程,重点分析利用 LiDAR 数据提取 DEM 的几个关键技术：滤波技术、航带拼接技术、特征线＼特征点参与 DEM 构建技术以及点云人工编辑分类后航带间高差超限的补救性处理方法。     

基于LiDAR数据的3D产品生产新技术

机载LiDAR系统作为新技术用于获取高精度、高密度的三维坐标及与其匹配的影像数据,可快速生产高精度的3D产品。以某试验区用LiDAR技术获得的数据为例,介绍应用POSPac软件、Terra软件和ERDAS软件的LPS模块进行POS数据处理、数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）的制作过程,应用ImageSatationSSK系统进行数字地形图（DLG）的测图,并取得了良好的效果。     

基于遥感专题解译的白洋淀湿地底部DEM构建

基于多时相Landsat遥感影像,利用适合白洋淀湿地信息提取的综合提取方法提取湿地范围。将湿地范围视为水体淹没区,淹没区的边界线视为对应地表水位高程的等高线,并根据遥感影像、高程控制点等对淀区内受人为影响的局部区域进行校正,插值生成白洋淀湿地底部的数字高程模型(DEM)。选用遥感影像和地面高程控制点对构建的数字高程模型进行验证,遥感影像验证精度在80%以上,地面控制点验证误差在±0.5 m以内的点达到80%。这种由一系列遥感影像提取等高线生成数字高程模型的方法可以弥补白洋淀湿地内数字高程信息不足的缺陷,对于提高白洋淀湿地的水均衡计算和构建湖泊与地下水耦合模型的精度有着重要意义。     

数字高程模型信息提取与数字水文模型研究进展

回顾了数字高程模型(DEM)数据的信息提取方法,阐述了由DEM提取的信息在水文水资源领域应用的现状,探讨了数字模型在水文科学中的作用和数字水文在数字地球所处的地位及应用前景。     

无人机载LiDAR和倾斜摄影技术在地质灾害隐患早期识别中的应用

近年来,隐蔽性强、突发性高、破坏力大、灾害链长的重大地质灾害频繁发生。如何实现人工排查无法到达区域地质灾害隐患的早期识别,已是地质灾害防治领域必需解决的难题。本文基于无人机载LiDAR和倾斜摄影技术,获取地质灾害隐患点更加精准、精细的地形地貌勘测数据,采用定性与定量相结合方法开展地质灾害隐患早期识别。无人机载LiDAR技术能够“穿透”地表植被,获取真实地表数字高程模型（DEM）,据此可计算出地质灾害的关键特征参数,如山体阴影、坡度、等高线、粗糙度以及曲率等微地貌因子。无人机载倾斜摄影技术能够快速获取地质灾害隐患点的三维模型和数字正射影像（DOM）,使在三维实景场景模型中开展地质灾害隐患点识别和研判成为可能。通过建立数据综合应用策略,对地质灾害隐患点定性和定量分析,能够实现早期发现、有效识别。本文通过对九寨沟九道拐滑坡点的研究分析,结果表明无人机载LiDAR和倾斜摄影技术在地质灾害隐患早期识别方面具有较大的应用价值。     

用InSAR技术提取数字高程模型的研究

合成孔径雷达干涉测量(InSAR,Synthetic Aperture Radar)是一种获取地面数字高程模型(DEM)和探测地面微小形变的新技术。这里概述了干涉测量的发展历史,介绍了干涉测量的基本原理,并利用青藏高原库塞湖地区的数据对干涉测量获得地面数字高程模型进行了详细的阐述,最后对生成的地面数字高程模型进行结果分析。     

基于无控技术的海岸带影像图构建与应用

运用直接地理定位技术和大幅面航空数字摄影系统的紧密捷联,开展渤海湾西部天津滨海新区和唐山曹妃甸新区的高精度航空遥感调查工作。无地面控制点技术的应用摆脱了航空遥感对基站的依赖,也克服了海岸带周边地区地面基站稀少的局限。利用获取的0.3 m高空间分辨率真彩色航摄影像和高精度定位定向元素,成功构建了平面与高程均符合1:10 000比例尺指标要求的数字高程模型(digital elevation model,DEM)和数字正射影像图(digital orthophoto map,DOM),填补了天津滨海新区和唐山曹妃甸新区海岸带潮间带高精度航空遥感基础地质信息的空白,同时结合高分卫星数据,在土地类型分类、海岸线提取等方面开展了遥感解译应用,为进行遥感地质解译、地质生态环境与灾害等要素的专题图制作提供详实可靠的地理信息基础数据。研究结果显示,紧耦合机载定位定向系统(position and orientation system,POS)无控技术的运用缩短了DEM和DOM成图作业周期,减少了大量地面测量工作,节约了人力和物力支出,为海岸带工作区开展地质调查提供了新的技术支撑和工作思路。     

基于数字高程模型的中国岩溶地貌研究进展及前景分析

数字高程模型（DEM）蕴含丰富的地形地貌信息,基于DEM的数字地形分析方法为岩溶地貌研究提供了科学、有效的技术手段。文章针对前人应用DEM研究中国岩溶地貌所涉及的关键技术方法,从岩溶地貌识别的尺度效应、岩溶地貌的识别与分类、岩溶地貌的形态及格局分析、岩溶区生态环境变化等方面进行了梳理和分析,提出未来应构建科学的岩溶地貌数字分类体系,对岩溶地貌进行多尺度、深层次的地形分析和定量表达,并从地形现状研究拓展到地形演变的过程与机理研究,发掘出DEM在岩溶地貌研究中更多的应用。      

数字高程模型（DEM）在构造地貌研究中的应用新进展

简要介绍了数字高程模型(DEM)的基本概念,系统总结了近些年来DEM空间分析技术在构造地貌研究中的最新进展,列举并讨论了DEM相关数据和技术在典型地貌特征分析和宏观构造地貌演化研究中的典型应用实例.数字高程模型(DEM)理论和数据精度的不断发展和提高,DEM及其空间分析技术与相关地学研究手段相结合的复合分析,必将为构造地貌研究实现定量化提供强有力的技术支持.     

基于ArcGIS的DEM流域划分

从数字高程模型DEM(Digit Elevation Models)直接提取河网及流域信息,是分布式水文模型开发与应用的基础.本文利用ArcGIS中的水文分析工具从DEM中提取了流域水文特征.主要包括:DEM的预处理、水流方向的确定、水流累积量提取、河网的提取、集水区的提取和流域的划分.本文探讨了两种不同划分流域的方法...     

高精度机载LiDAR在小江活动构造和地质灾害研究中的应用

通过机载LiDAR飞行数据处理,获得飞行区内高精度的数字高程模型（DEM）和数字地表模型（DSM）等数字地形成果,应用数字地形进行地质构造解译,确定小江活动断裂展布及构造地貌特征,圈定飞行区内金沙江、小江的滑坡及泥石流的分布范围,估算其面积及体积,为此类地质灾害的预警提供可靠信息。      

基于机载LiDAR数据的DEM构建研究

基于机载LiDAR(Light Detection And Ranging)数据的DEM快速构建是当前研究的热点内容之一。论文根据机载LiDAR数据的特点,基于最新开发的ENVI软件LiDAR模型,进行了DEM数据的快速构造研究。最后,根据榆树地区的LiDAR数据,通过解算等过程得到了当地的DEM数据。     

数字高程校正技术在盆地级近地表建模中的应用

准噶尔盆地是新疆油田公司地震勘探的主战场,其复杂多变的近地表条件给地震勘探带了很大困难。建立精确的近地表模型,掌握近地表结构变化规律,对地震勘探3大环节(采集、处理、解释)的研究至关重要。在分析DEM数字高程数据特征基础上,研发DEM数字高程校正方法,实现与实测地表高程的无缝拼接,填补了没有实测高程区域的空缺,为精确建立近地表结构模型奠定了基础。在此基础上,利用校正后的DEM数字高程建立盆地级高精度近地表结构模型,为后续指导新探区表层调查点的布设、地震采集激发井深的精确设计等发挥了重要作用。     

基于多传感器遥感数据和改进的单类随机森林的滑坡提取

提出一种利用面向对象多特征和改进的单类随机森林分类器（improved one-class random forest classifier,iOCRF）从多传感器遥感数据提取滑坡的新方法。从两时相高分辨率多光谱图像和中分辨率数字高程模型（DEM）数据中提取的图像对象多特征,来定量表达滑坡引起地表变化和滑坡区地形特征,利用iOCRF对所有特征图像进行分类以提取滑坡。据研究区两时相高分辨多光谱图像和30 m分辨率的ASTER全球DEM数据对提出的方法进行评价。结果表明,所提出方法的提取精度优于只利用部分特征提取和利用传统随机森林的提取精度;利用iOCRF计算不同特征的重要性,并分析不同特征对滑坡提取的贡献。     

CryoSat DEM与多种南极DEM的对比分析

南极洲被巨厚冰雪覆盖,地质构造以南极横断山脉为界,总体分为东南极地盾和西南极活动带。数字高程模型(DEM)是研究南极冰盖变化的基础数据之一。通过多期次数字高程模型相比较获得高程的变化信息,是分析南极冰盖厚度变化和物质平衡的重要手段。然而不同类型DEM之间存的平面误差和垂直误差影响分析结果的精度。首先利用配准消除DEM间的水平误差,然后计算并按坡度提取CryoSat DEM与其他DEM的平均高程差和标准差,最后分析高程差的时空变化特征。通过分析发现,DEM之间存在不同的平面误差。其中TanDEM_X DEM与CryoSat DEM的高程平面偏差最小,而ICESat DEM与CryoSat DEM的高程平面偏差最大。在垂直方向上,0°～1°的坡度范围内,CryoSat DEM与TanDEM_X DEM的平均高程差在3.5～5.5 m之间,标准差小于18.0 m; CryoSat DEM和Bamber 1km DEM的平均高程差在-2.5～+1.0 m之间,标准差小于24.2 m; CryoSat DEM与ICESat DEM的平均高程差在-25.0～-1.0 m之间,标准差小于47.2 m; CryoSat DEM与RAMPv2 DEM的平均高程差在1.3～3.2 m之间,标准差小于45.6 m。通过研究发现南极冰盖内部高程增加,但西南极冰盖和东南极冰盖高程均在降低,且西南极降低明显,同时南极边缘地区高程降低明显。本研究为全球变化研究和南极物质平衡研究提供了重要参考。     

基于DEM的河流流域自动提取及其应用

利用数字高程模型DEM(Digital Elevation Models)直接提取河网及相关流域信息,是分布式水文模型开发与应用的基础。本文深入讨论了在GIS环境下,从DEM提取流域的基本原理和方法,并且以全中国流域为例,介绍了当前GIS在中国流域研究中的应用。     

利用地面LiDAR精细化测量活断层微地貌形态——以毛垭坝断裂禾尼处断层崖为例

受地壳内部持续运动和沉积、风化等自然动力及人类生产与生活活动影响,活断层微地貌形态往往比较复杂,传统测量方法较难快速、高效地获取大范围内精细化的活断层微地貌形态,激光雷达扫描技术的出现和发展为活断层微地貌的精细化与定量化研究提供了新的技术手段。以川西理塘毛垭坝盆地北缘的正断层崖为研究对象,利用地面LiDAR获取活断层微地貌高精度点云后,经过点云配准、滤波、重采样和三角构网处理后,建立了0.05 m分辨率的数字高程模型和真彩色三维模型,在此基础上分析了断层崖地貌特征,并获取了正断层错动两期最新地貌面的精确垂直位错量。研究结果表明,地面LiDAR技术是精细测量活断层微地貌形态和量化相关地貌特征参数的有效手段,提高了活断层微地貌形态测量的精度和认识水平。     

多源多分辨率DEMs对宁金康桑峰地区冰川模拟的影响研究

研究宁金康桑峰地区第四纪冰川面积、体积、冰厚及平衡线高度特征参数的变化,将加深对该区气候响应的认识。数字高程模型(DEM)描述地面的起伏形态特征,为冰川模拟的基础数据,对冰川模拟影响较大。已有研究通过DEM空间分辨率来探究对流域、坡度等的影响,然而目前尚缺乏对古冰川重建影响的研究。文章分别选择4种DEMs(ALOS PALSAR RTC HIGH RES 12 m DEM(简称ALOS 12 m DEM)、 ASTER 30 m GDEM、 SRTM 30 m DEM、 SRTM 90 m DEM)采用改进的冰川流线模型来模拟宁金康桑峰地区卡若拉西沟冰川、枪勇冰川、西坡冰川和岗布沟冰川自末次冰盛期以来的冰川厚度及规模,基于变异系数法比较计算不同DEM模拟冰川参数的稳定性,分析不同DEM模拟的冰川冰储量变化对区域水资源的影响。结果显示：1)冰川的塑性流变使其对细微的高程变化可能并不敏感。冰川模拟和实测数据的对比表明,ALOS 12 m DEM的高精度地形数据和SRTM 90 m DEM的低分辨率高程数据对冰川的模拟都差于SRTM 30 m DEM数据,说明30 m分辨率的DEM可能与冰川...     

ArcGIS环境下基于DEM的信息提取及应用

数字高程模型(DEM)数据中包含了丰富的地形、地貌、水文信息,它能够反映各种分辨率的地形特征和水文特征。本文以青海雁石坪地区DEM数据为例,详细介绍了在ArcGIS软件中提取地形信息和水文信息的方法、步骤以及提取时应注意的问题。     

基于ICESat数据的南极冰盖DEM插值方法比较及精度分析

南极数字高程模型(DEM)是从事南极地学和环境变化研究的基础. 内插是建立数字高程模型的重要技术点, 插值方法有多种, 根据不同的适用情况, 不同的插值方法各有优劣. 利用克里格、 距离反权、 三角网剖分、 最小曲率以及移动平均5种插值方法分别建立南极冰盖小范围区域的DEM, 通过抽取部分观测数据作为验证值对各插值方法进行了比较. 结果表明: 克里格插值方法的可靠性最好, 稳定性最高. 然后, 利用克里格插值方法, 基于ICESat测高卫星的GLA12数据建立了南极冰盖的DEM. 由于南极大陆实测数据有限, 缺乏对DEM的检核. 为了分析所建DEM的可靠性, 利用中国南极内陆冰盖考察所采集的GPS实测数据, 对所建立的DEM进行了验证分析. 结果显示, DEM在坡度较缓的南极内陆冰盖区域精度较高, 符合度在3 m以内; 距离卫星轨道越近的区域精度越高, 可达到1 m 以内. 在坡度较大, 高程变化较为显著的区域如沿海地区, 精度较低, 差距最大的点超过40 m.