地形复杂区域InSAR技术的DEM融合方法研究

针对InSAR技术在地形复杂区域生成的DEM可能存在错误或空洞等无效点导致可用性降低的问题,本文提出了一种升降轨DEM融合方法,利用Sentinel-1 SARVV单视复数升降轨数据干涉处理得到的DEM与已有TanDEM-X升降轨DEM为例,分析升降轨DEM存在问题并将外部辅助DEM的方差作为参考进行升降轨DEM异常点判别,依据干涉对的相干系数与垂直基线高度加权融合得到最终DEM.结果表明,两种产品在地形复杂区域融合得到的DEM异常点占比较升降轨DEM明显减少,Sentinel-1选取较平坦区域融合后DEM异常点占比由升轨、降轨的5.9％和3.7％降至0.1％,融合后地形较完整,TanDEM-X选取包含水域区域与山地区域融合后异常点占比由升轨、降轨的1.2％和1.8％、2.1％和0.7％减少到0.2％和0.3％,融合后DEM较好地消除了异常点与修复了错误区域,可用性提高.     

基于ICESat-2数据及TanDEM-X DEM的林下地形反演

传统光学遥感手段以及SAR获取的数字高程模型(DEM)包含一定的植被信号,如何准确估计植被高度并将其从包含植被高信号的DEM中扣除,对生成高精度DEM具有重要意义.基于此,提出一种基于ICESat-2/AT-LAS数据和TanDEM-X DEM的林下地形生成方法.首先利用ICESat-2 ATLAS数据联合MODIS、温度、降雨及高程等辅助信息通过随机森林进行建模及预测,实现空间连续植被高反演;之后,在估计X波段InSAR森林区穿透深度基础上,利用反演所得植被高,扣除TanDEM-X DEM中的植被高信号,得到林下地形.选取我国东北地区作为试验区,实验结果表明:反演林下地形精度为9.14 m,相比原始Tandem-X DEM的精度提高21.2％.     

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。     

基于LROC NAC影像的高分辨率连续DEM数据制作

具有高分辨率和连续表面的DEM数据是获取月球形貌特征并进行数字地形分析的主要数据源。本文选择嫦娥五号候选着陆区中的一个区域作为试验区,首先,基于LROC NAC立体影像、ISIS3和Stereo Pipeline软件生成高分辨率DOM影像及对应DEM数据,并将其与日本SELENE数据进行对比;然后,利用反距离权重、径向基函数和经验贝叶斯克里金3种插值方法对DEM数据的空洞区域进行修复,并对不同修复方法进行交叉验证分析。结果表明：生成的DOM和DEM分辨率约3.5 m,明显比7.4 m分辨率的日本SELENE数据清晰,并具有更强的地形表达能力;径向基函数插值法的空洞修复效果最好,交叉验证均方根误差为0.26 m。本文对准确获取月球形貌特征、探测器选址等具有一定作用,并能够为其他区域的高分辨率连续DEM数据生成提供参考。     

利用嫦娥一号激光高度计数据制作月球DEM的方法研究

本文结合嫦娥一号卫星(CE-1)激光高度计产品数据,研究卫星激光测距数据处理和数字高程模型(DEM)制作的方法。通过滤波实验分析,构造了符合月球地形特征的经验滤波器,并确定了适合LAM数据的滤波窗口大小和地形滤波参数。结合实验结果改进了滤波流程,并对实验区滤波。利用滤波后的数据对八种基本的插值方法进行实验,通过计算插值精度、比较地形晕渲图以及地形剖面细节,评价和比较各方法的插值结果,由此得到结论,克里金插值方法较其他七种方法更适用于月球地形规则格网的生成。最后结合月海和高地两个典型区数据,验证了该套DEM提取方案对不同地形特征区域的适用性。从而,为利用CE-1激光高度计数据开展月球科学研究的科研人员,提供一套行之有效的地形数据处理参考方案。     

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。     

DEM的插值特征分类系统

插值算法是GIS领域中广泛应用的一种算法,也是DEM多尺度变换时的核心问题。DEM插值算法的分类标准较多,根据DEM表达的地形特征和数学特性,再结合DEM插值的实用性,提出DEM的插值特征分类系统,并对该分类体系中的算法进行阐述。在分析这些插值算法的基础上,提出选取插值方法的先验模型,该先验模型在进行DEM重建时更具有针对性。     

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。     

基于机载LiDAR数据提取城区数字高程模型

地形分析是评估景观、土壤变迁和生态功能不可或缺的一部分,因此研究提取城区数字高程模型(DEM)的方法非常有意义.本文采用机载激光雷达(LiDAR)三维点云数据提取DEM,首先对研究区原始点云用不规则三角网算法进行滤波,获得所有的地表面点云并进行抽稀,然后应用自然领域插值法进行内插生成DEM,最后再与该区参考DEM进行对比分析.结果显示,本文提出的方法能够高精度获取城区数字高程模型.     

基于点云数据内插DEM的精度比较研究

利用3维激光扫描技术,以云南元谋干热河谷地区冲沟为研究对象,扫描获得大量具有冲沟坐标信息的点云数据。离散的点云数据之间没有明显的拓扑关系,不能表达连续的地表形态,通过建立格网DEM可视化表达地形信息,利用不同的内插方法生成DEM并进行精度评定,以便在不同的地貌区和采点方式下选用最佳的内插模型。点云数据经过数据配准拼接以及噪声剔除,在ArcGIS软件中,通过数据格式转换,利用反距离加权插值、克里金插值、自然领域法插值三种不同的内插方法生成DEM模型,通过检查点法分析已有的固定点高程和内插相应点的高程值做误差比较,分析不同的内插精度。实验表明,反距离加权插值法和克里金插值中误差基本相同,自然领域法插值中误差最大。分析比较不同的内插精度,对地表的坡度、坡向、等高线的研究具有重要的意义。