机载LiDAR在河南省重点水库库区高精度DEM建立中的应用

本文以河南省7个重点水库为研究对象,以免像控方式获取库区机载LiDAR点云数据与正射影像数据,共飞行47个架次,获取数据总面积达950 km²,制作库区保护范围线2442 km、管理范围线1886 km;从设备选择、航飞参数设置、设备检校、点云数据滤波、点云精修、精度检查等几个关键环节进行论述,验证了该方法的可行性。研究结果表明,该方法在节省人力、物力、财力的同时,能获取库区高精度DEM成果,为库区管理范围与保护范围界限的划定及库区精细化管理提供了一种数据获取方法。     

离散点云构建数字高程模型的插值方法研究

针对消除DEM构建中插值方法选择的随意性问题,该文基于机载LiDAR离散点云数据,以广东省典型城区与山区为实验对象,利用克里金、反距离权重、径向基函数和自然邻域4种插值方法,对插值参数进行优选后构建DEM,使用交叉验证、相关性分析、像元统计量和三维可视化等方法进行精度分析与比较。结果表明:在城区反距离权重插值,不但可以对空值区域进行适当填充和平滑,而且对高程最大、最小值的预测精度也很高;不同插值方法在构建山区DEM时精度相差不大,插值精度可以达到厘米级,其中普通克里金插值效果最佳。对于城区与山区点云数据反距离权重插值法生成的DEM均能很好地反映地表自然形态,为今后LiDAR点云数据构建DEM选择最佳的插值算法以及插值参数提供参考。     

数字高程模型的质量检查

提出基于方差-尺度规律的新型插值方法评价体系,根据“在给定研究区域内,变量的统计方差随尺度增大而减小”的理论规律,提出三项预设的评价准则。以DEM插值应用为例,选取高精度曲面模型、样条插值、克里金插值、反距离权重插值4种方法进行对比评价。数值实验表明,方差-尺度递变趋势的评价准则值得存疑。两组DEM插值案例表明,地形的复杂特性、插值算子的光滑效应以及尺度的综合效应致使理论的渐变规律无法达到。引入采样方差值后,不同采样密度下仍可以将方差变化趋势及方差的整体大小作为精度评价准则,在对第二、第三条预设评价准则修缮后确立三项评价准则。综合所有案例可知,此评价体系原理简单、操作方便,为DEM插值方法评价提供了一套新的标准和框架,并且可针对不同采样密度条件提出完善的插值方法适用性建议。     

高精度数字高程模型的构建方法研究

在分析构建数字高程模型优缺点和Hutchinson算法特点的基础上,探讨运用GIS和遥感软件生产高精度格网DEM的构建方法,并从软件构建方法、软件运行时间效率、格网DEM构建精度等方面进行分析比较,同时运用对比分析法对构建DEM的精度进行评价分析,得出利用ArcGIS中Topogridtool法是目前常用遥感和GIS软件中构建高精度格网DEM的最优方法,然后将该方法实际运用到玛尔挡地区,构建出该区域的高精度数字高程模型,该方法的运用在山地区域的建模误差最小、效果较好,为今后构建高精度数字高程模型提供一种更为精确和合理的方法。     

一种高精度数字高程模型生成的新方法

基于卫星定位系统的实时动态差分法测量技术具有实时、高效、高精度等优势,已在测绘领域得到了广泛的使用,数字高程模型的引入对于测量来说是一次革新,可大幅度地提高测量的效率和准确性。以小海流域为例,研究了影响实时动态差分法数据精度的一些因素(格式、坐标转换带来的误差)之后,利用地理信息系统软件并结合实测的实时动态差分法数据,用一个全新的方法制作了高精度的数字高程模型,通过比较发现,验证数据精度得到了明显提高。     

数字高程模型编辑系统的设计与实现

影像匹配算法是用遥感手段获取地面3维信息的有效手段，但由于各种困难，现有影像匹配算法成功率在60％—90％之间，对错误匹配区域需要采用人机交互的方法进行编辑。ReSDISS DEM数字高程模型编辑系统是信息工程大学测绘学院研制开发的遥感图像全数字测绘系统(ReSDISS—Remote Sensing Digital Image Surveying System)的一个子系统，它实现了在立体观察方式下进行方格网DEM和等高线的编辑，编辑工具较丰富，实践证明编辑效率较高。     

格尔木市高精度数字高程基准模型研究

大地水准面(数字高程基准)为国家高程基准的建立与维持提供了全新的思路。然而,受限于地形、重力数据等原因,高原地区高精度数字高程基准模型的建立一直是大地测量领域的难题。本文以格尔木地区为例,探讨了高原地区高精度数字高程基准模型的建立方法。首先,基于重力和地形数据,由第二类Helmert凝集法计算了格尔木重力似大地水准面。在计算中,考虑到高原地形对大地水准面模型的影响,采用了7.5″×7.5″分辨率和高精度的地形数据来恢复大地水准面短波部分的方法,以提高似大地水准面的精度。然后,利用球冠谐调和分析方法将GNSS水准与重力似大地水准面联合,建立了格尔木高精度数字高程基准模型。与实测的67个高精度GNSS水准资料比较,重力似大地水准面的外符合精度为3.0 cm,数字高程基准模型的内符合精度为2.0 cm。     

根据等高线建立数字高程模型

提出一种基于等高线建立规则格网数字高程模型的方法。该方法考虑了原等高线的数值特征和几何特征，因而具有较好的稳定性和可靠性。还提出了对于所建立的数字高程模型可信性的两种验证手段：解析曲面比较和等高线还原对比。     

基于ALS60的山西省高精度数字高程模型数据处理方法的探讨

机载LiDAR测量技术可以较低的成本快速获取大范围高精度DEM数据。山西省测绘工程院采用Leica公司的ALS60系统,快速、高效地获取了山西省高精度、高时空分辨率和全覆盖率的激光点云数据。本文结合生产实际情况,探讨了大区域激光点云数据的处理流程及方法,为ALS60系统进行大范围、高精度的数字高程模型生产提供了技术借鉴。     

Digital Elevation Models By Laser Scanning

The TopoSys laser scanner system is designed to produce digital elevation models (DEMs) at a maximum accuracy of 0.5 m in x and y and 0.1 m in z. The regular scan pattern and the measurement frequency of 80 000 measurements per second (on average 5 measurements per m2) form the basis for high quality DEMs.
The mainly automated data processing makes it possible to generate DEMs of large areas in a short production time. The DEMs produced come into common use as basic data for different applications, some of which are water resources management, shoreline control, planning of utility lines and urban planning (simulation of noise and pollution distributions). The performance of the system is illustrated with the help of DEM sections produced with the TopoSys system.     

数字高程模型DEM精度研究

用不同地貌类型地区的实验数据对数字高程模型(规则格网DEM)的格网间距与中误差(RMSE)、平均高程、剖面曲率的关系进行研究,采用比较分析的方法,得到格网间距与中误差的数学模型,可以用通式:Y=A BX CX2表示,并且把地形因子(平均高程、剖面曲率)作为自变量,进一步分析通式中3个系数与地形因子的关系,发现两个地形因子与系数函数关系比较相似,并得到Y=A BX CX2 DX3的数学模型。由验证结果表明,所得模型效果良好。     

数字高程模型(DEM)和数字线划图(DLG)的坐标转换方法

介绍数字高程模型(DEM)、数字线划图(DLG)由1980西安坐标系向2000国家大地坐标系的高精度、无缝隙转换方法,可以满足各种比例尺、任意范围数字产品的坐标转换.利用实例数据通过大量试验分析、研究,证明该转换方法是正确、可行的.     

全球高分辨率数字高程模型研究进展与展望

简要介绍了数字高程模型（digital elevation model,DEM）的起源与定义,根据4种不同的观测平台分类介绍了DEM数据获取方法,给出目前国际上发布的高分辨率全球DEM的主要性质和特点。重点介绍了9大类全球DEM,分析了DEM质量评估相关的评定方法和精度指标。论述了DEM在地质灾害监测、海岸带脆弱性分析方面的应用,以美国地质勘探局和德国航空太空中心正在开展的DEM项目为例,讨论了高精度、高分辨率全球同质DEM和地形测深高程模型的最新需求,最后总结展望全球高分辨率DEM的发展趋势。     

Evaluation of Information Loss in Digital Elevation Models With Digital Photogrammetric Systems

Information loss is caused when a surface is sampled with a finite interval, such as in the production of a digital elevation model (DEM). This information loss can become the dominant part of the error in a DEM. The ability to quantify information loss enables guidance to be provided for an appropriate choice of grid interval and better accuracy assessment for the DEM. With the use of digital photogrammetric systems, evaluation of information loss has become much easier. This paper describes three methods of evaluating information loss. An example is given of the method which is most appropriate for use with a digital photogrammetric system, based on rock cliff surface data and the VirtuoZo system.     

基于数字高程模型的鄱阳湖淹水范围制图研究

利用13幅Landsat TM/ETM+鄱阳湖区遥感影像,提取不同水位下的淹水范围,根据淹水面积与湖内7个水文站水位相关性,确定都昌水文站水位能够最好控制鄱阳湖水面范围。为了改善中低水位条件下淹水范围的制图精度,将遥感提取的水体边界作为水位等值线,插值建立鄱阳湖基于水体边界的数字高程模型(taterline-based DEM,WL_DEM),利用WL_DEM和都昌水位实现中低水位淹水范围制图。结果表明,中低水位条件下,基于WL_DEM的淹水范围制图精度都有显著提高。     

基于4D Checker的数字高程模型的质量检验方法

“4D”产品作为新型测绘产品,其质量检验是一项非常重要而又艰巨的任务。“4D Checker”是用于数字测绘产品质量检验的专业软件,适用于DEM、DOM、DLG和DRG等数字测绘产品的质量检验。主要介绍利用该软件进行数字高程模型质量检验的步骤、内容和方法。     

Improving the Elevation Accuracy of Digital Elevation Models: A Comparison of Some Error Detection Procedures

The widespread availability of powerful desktop computers, easy‐to‐use software tools and geographic datasets have raised the quality problem of input data to be a crucial one. Even though accuracy has been a concern in every serious application, there are no general tools for its improvement. Some particular ones exist, however, and some results are presented here for a particular case of quantitative raster data: Digital Elevation Models (DEM). Two procedures designed to detect anomalous values (also named gross errors, outliers or blunders) in DEMs, but valid also for other quantitative raster datasets, were tested. A DEM with elevations varying from 181 to 1044 m derived from SPOT data has been used as a contaminated sample, while a manually derived DEM obtained from aerial photogrammetry was regarded as the ground truth to allow a direct performance comparison for the methods with real errors. It is assumed that a “better” value can be measured or obtained through some methodology once an outlier location is suggested. The options are different depending upon the user (DEM producers might go to the original data and make another reading, while end users might use interpolation). Both choices were considered in this experiment. Preliminary results show that for the available dataset, the accuracy might be improved to some extent with very little effort. Effort is defined here as the percentage of points suggested by the methodology in relation with its total number: thus 100 per cent effort implies that all points have been checked. The method proposed by López (1997) gave poor results, because it has been designed for errors with low spatial autocorrelation (which is not the case here). A modified version was then designed and compared with the method proposed by Felicísimo (1994). The three procedures can be applied both for error detection during DEM generation and by end users, and they might be of use for other quantitative raster data. The choice of the best methodology is different depending on the effort involved. The conclusions have been derived for a photogrammetrically obtained DEM; other production procedures might lead to different results.