DEM产品数据质量分析研究与系统实现

本研究针对不同地貌类型,对比分析了不同插值方法生成DEM的误差,总结分析误差的分布规律,探索了提高DEM精度的方法。DEM精度检查与分析软件改进了现有DEM插值软件算法的不足,具有很强的针对性,误差表达可视化效果好,提高了DEM数据质量检查的效率。     

ASTER立体像对提取玛尔挡坝区DEM及精度评价

ASTER立体像对提取DEM已经成为近年来DEM提取研究的热点问题。本文基于ENVI软件,利用AS-TER立体像对提取青藏高原玛尔挡坝区DEM,并对其进行精度评价和误差来源分析。结果表明,利用ENVI软件提取ASTER-DEM方法可行,提取的DEM效果较好,能与地形图重叠,高程精度可达30m,而且地形较平坦地区精度高于地形陡峭地区;控制点的多少及精度、成像时的环境和气象条件、波段特性、影像空间分辨率等都影响着DEM的精度。     

基于ArcGIS的高精度DEM建立方法研究

采用ArcGIS软件、不规则三角网建模与内插技术,研究了丘陵地区1:10 000地形图等高线和高程点数据的高精度DEM建立方法,并对精度进行了评估。研究结果表明,该方法建立的DEM精度符合三级DEM技术指标要求,根据此方法可针对不同地貌类型开展DEM建立实验,不断优化技术方案,提高DEM数据精度。     

规则格网DEM内插精度与效率分析

规则格网DEM是DEM的主要表示方式，应用最为广泛，影响DEM质量的关键因素便是内插过程，包括内插精度和效率两个方面。现有的诸多规则格网DEM内插方法基本都不能兼顾内插精度和效率，很大程度上制约了DEM的生产。本文在分析已有方法的基础上，提出了基于Delaunay冲突区域搜索策略的TIN内插规则格网DEM方法，并以实验对该方法进行验证和分析。实验结果表明文中所提方法对规则格网DEM内插精度与效率行之有效。     

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。     

利用FME实现DEM数学精度自动评定

数字高程模型(DEM)作为重要的基础地理信息成果,是GIS空间数据库的主要内容之一,高效、准确的评定DEM的数学精度对于保证DEM成果质量尤为必要。研究了利用FME软件简捷、高效地进行DEM数学精度评定的方法,实现了DEM数学精度自动评定;通过生产项目实践表明,该方法能在确保DEM数学精度评定准确的同时大幅度提高作业效率。     

DEM在丘陵地区土地整理项目中的应用研究

本文选取巴中市巴州区某镇土地整理项目作为研究对象,首先利用一个典型区域的数字化等高线插值生成规则格网DEM,然后利用DEM进行土地平整土方量的计算、道路和渠系的纵断面提取以及由DEM自动提取水系等。由DEM进行以上信息的提取时,主要利用MapGIS软件的DTM分析模块和ArcGIS水文分析工具。本文将DEM与土地整理项目有机结合,在计算精度和计算效率上比以前的方法均有所提高,但由于受原始地形图精度和软件的影响,DEM的精度尚需提高,计算方法尚需进一步的改进。     

基于TerrSolid对机载雷达DEM重提取方法研究

DEM的提取是激光雷达数据采集的重要用途之一,但由于目前算法的局限性,无法高精度地自动分类,如何在算法分类的基础上重新进行人工分类,以一定的原则和标准进行重提取从而得到更高精度的DEM,仍然是专业领域的一大难题。本文对某.LAS数据重提取,极大提高了其DEM的精度,为今后相关单位和个人使用TerrSolid软件对机载雷达DEM重提取提供一些经验。     

无人机影像数据提取大比例尺DEM的方法研究

以新疆某个试验测区为例,介绍了利用Pix4DMapper全自动摄影测量软件结合Terrasolid LDAR点云数据处理软件提取高精度DEM的方法与基本流程。通过实测的路面高程点与获取的DEM高程值做对比进行精度评价,试验结果表明,通过差分GPS无人机影像数据提取的DEM,可满足1∶2 000大比例尺地形图平坦地区DEM的精度要求。     

SAR卫星轨道数据精度对Doris获取DEM精度的影响研究

本文介绍了InSAR卫星轨道状态矢量内插方法,基于荷兰Delft大学开发的Doris雷达干涉软件分析了SAR卫星轨道数据误差对基线参数、参考椭球面相位、地形干涉相位和数字高程模型(DEM)精度的影响。以西藏玛尼地区为例,采用ERS1/2卫星数据,利用Doris软件,分别生成了基于欧空局(ESA)粗略轨道数据和荷兰Delft大学精密轨道数据的数字高程模型(DEM),并以SRTMDEM为基准对其精度进行了对比分析。结果表明,基于粗轨数据获取的DEM明显存在系统偏差,而基于精轨数据获取的DEM与SRTM DEM吻合的很好,相对于前者,精度提高5倍。     

不规则DEM数据的粗差探测算法的应用

粗差作为影响精度的重要因素,其存在会造成DEM空间上的严重扭曲,有时能导致DEM及其产品严重失真,甚至完全不能使用。本文在对现有的粗差探测算法分析的基础上,提出了一种新型的适用于离散形式DEM粗差探测算法,并采用实测的ZX铁路线DEM数据对该算法进行检验,试验结果证实,新算法对不规则DEM粗差的探测有效实用。     

DEM内插算法与精度评定研究

本文分析了DEM数据产品的误差源、内插算法的误差模型,简要介绍了目前DEM数据产品精度评定的指标与方法途径.通过介绍DEM引出了数字高程模型内插方法,比较了各种DEM内插方法,并且分析了模型精度.     

Evaluation of vertical accuracy of open source Digital Elevation Model (DEM)

Digital Elevation Model (DEM) is a quantitative representation of terrain and is important for Earth science and hydrological applications. DEM can be generated using photogrammetry, interferometry, ground and laser surveying and other techniques. Some of the DEMs such as ASTER, SRTM, and GTOPO 30 are freely available open source products. Each DEM contains intrinsic errors due to primary data acquisition technology and processing methodology in relation with a particular terrain and land cover type. The accuracy of these datasets is often unknown and is non-uniform within each dataset. In this study we evaluate open source DEMs (ASTER and SRTM) and their derived attributes using high postings Cartosat DEM and Survey of India (SOI) height information. It was found that representation of terrain characteristics is affected in the coarse postings DEM. The overall vertical accuracy shows RMS error of 12.62 m and 17.76 m for ASTER and SRTM DEM respectively, when compared with Cartosat DEM. The slope and drainage network delineation are also violated. The terrain morphology strongly influences the DEM accuracy. These results can be highly useful for researchers using such products in various modeling exercises.     

国产机载微型InSAR系统的DEM精度分析

针对我国一些多云、多雨地区光学影像获取困难,且国内机载InSAR系统获取DEM精度普遍较低的问题,该文以国产机载微型InSAR系统为依托,首先,对InSAR原理和DEM获取流程进行了分析,着重对运动补偿和基线估计方法进行了归纳分析;其次,使用实验数据对国产机载微型InSAR系统的高程精度进行了验证分析,检查点高程中误差为0.44m,结果表明使用国产机载微型InSAR系统可以获取高精度DEM数据,满足我国测量规范对于丘陵地区1∶5 000成图比例尺地形图的要求;最后,为了进一步提高国产微型InSAR系统的测量精度,对控制点位置、定标器、DEM局部编辑等方面提出了建议。     

多源星载SAR地形干涉测量精度分析

星载InSAR技术具有高效率、高精度获取全球DEM数据及其他增值产品的优势,是地形测绘领域的研究热点。本文综合利用国内外多源星载SAR影像数据,开展地形干涉测量试验及精度对比分析,旨在为全球测绘提供技术参考。现有的X/C/L波段卫星SAR系统,如COSMO-SkyMed、GF-3、ALOS-2获取的干涉数据集,在青海典型复杂地形实验区均成功获取了DEM数据产品。分析结果表明,在3种典型数据源中,基于COSMO-SkyMed干涉测量DEM的精度与细节质量相对较高,GF-3干涉结果次之,ALOS-2数据也实现了较好的地形测图精度。相关结果从侧面论证了国产GF-3数据具备在空间基线合适的条件下获得高精度DEM数据产品的潜力。     

基于随机过程的格网DEM精度场模型

针对目前DEM格网精度从理论上难于统一量化描述问题,提出一种基于随机过程的格网DEM（grid digital elevation model, grid DEM）精度场模型,该模型从随机过程理论入手,借助DEM的统一插值模型,建立了DEM两类误差（噪声误差和逼近误差）的数学表达,并分析了构成DEM误差的各个分量的数学意义。与已有的模型相比,该模型实现了传统DEM两类误差的统一描述,此外,该模型适用任意插值方式生成的格网DEM的精度评价。     

基于DEM坡度坡向算法精度的分析研究

坡度坡向是两个最基本的地形因子,目前对DEM坡度坡向计算模型和精度存在一些不同的甚至矛盾的观点,其原因在于没有区分误差来源和分析评价方法的不同.本文对DEM坡度坡向误差进行了理论分析,并通过实验数据对相关结论进行了验证.旨在澄清目前关于坡度坡向计算模型上的矛盾结论.     

机载LiDAR点云密度对DEM精度的影响

机载激光雷达技术(LiDAR)作为一项先进的遥感技术,是植被覆盖区DEM获取的重要手段之一,而不同地形坡度条件及点云密度对DEM产品质量有重要影响。本文以辽宁省某市的机载LiDAR数据为基础,选取5种不同地形坡度的点云数据,通过随机、等间距及基于曲率3种不同的点云抽稀方法,按照点云保留率为80%、60%、40%、20%和10%共5个不同梯度的抽稀倍数对原始点云进行抽稀简化处理,生成与之对应的DEM并对其进行精度评价,以此研究地形坡度、点云抽稀方法、抽稀倍数对DEM精度的影响。结果表明,DEM精度与地形坡度呈负相关关系,即RMSE随地形坡度升高不断增加;基于曲率的抽稀方法在地形坡度＞30°时,相较于其他两种方法RMSE较小,具有明显优势;40%的点云保留率是平衡DEM精度与数据存储效率的一个节点,当点云保留率<40%时,DEM的高程RMSE会迅速增大。该研究对于利用机载LiDAR进行大范围DEM生产具有一定的指导和借鉴意义。     

顾及地形坡度的SRTM和ASTER加权融合

为了克服现有SRTM和ASTER各自缺陷,提升公共DEM精度,本文提出了一种顾及地形坡度的SRTM和ASTER加权融合方法。首先对两种DEM进行地理配准;然后计算不同坡度等级下SRTM和ASTER的高程误差,并得到DEM融合权重;最后采用加权平均法对SRTM和ASTER进行融合。高精度控制点的检验表明:融合后DEM精度有明显提高,相比于原始SRTM和ASTER高程误差,标准差分别降低了5.65 m和1.20 m。     

基于规则格网的DEM插值实验

通过地形建模,将6个地形隶属函数按照101×101,112×112,126×126,144×144,168×168,201×201,257×257 7种格网密度生成6种局部地形单元的规则格网DEM;使用反距离加权(IDW)等7种插值算法,将前6种格网密度下的DEM插值成257×257规格;从原始257×257DEM中随机抽取检查点计算残差,并对残差中误差进行分析。通过分组插值实验,运用控制变量法、方差分析等方法研究地貌类型、采样密度和插值算法对DEM插值精度的影响。