基于机载LiDAR数据的广西困难地区高精度DEM生产研究

数字高程模型(DEM)利用有限的地形高程数据实现对地表形态的数字化模拟,是测绘部门数据生产的重要内容.当前DEM生产主要采用交互式数字摄影测量方式,不仅需要投入大量人力,极为依赖经验,同时生产效率也较为低下.近年来兴起的机载激光雷达(LiDAR)技术为DEM获取提供了一种新的途径.本文以广西植被茂密区和陡石山区的点云数据为例,研究在广西困难地区应用机载LiDAR技术进行高精度DEM生产的可行性,并利用同区域的数字广西地貌成果对所生产的DEM进行精度验证.结果表明,应用机载LiDAR数据进行DEM生产不仅将植被茂密区的生产效率提升了25％,陡石山区的生产效率提升了7倍以上,同时数据精度能够满足1:10000 DEM的要求,在广西传统DEM生产困难地区具有极大的优势.     

一种利用DEM数据进行数字线划图生产的方法

围绕基于DEM数据的地貌要素提取,对DEM的精度评价方法,基于DEM数据的地形特征提取原理及典型算法进行了研究,总结了基于DEM数据生产数字线划图的技术特点,设计了作业流程,并进行了生产试验。试验表明,在采用高分辨率DEM数据的情况下,基于DEM的数字线划图生产可满足基本等高距大于2 m、比例尺小于1∶2000的数字线划图生产,可以作为摄影测量的一种补充技术。     

机载LiDAR点云密度与DEM产品精度关系研究

对点云密度与数字高程模型(digital elevation mo-del,DEM)产品质量之间的对应关系进行研究,以获得具有指导意义的参数.首先依据香农采样定理,对生产不同比例尺DEM产品所需要的点云密度进行理论推导和论证,然后以1:2000、1:1000、1:500比例尺DEM数据为例,用平地、丘陵、山区3种地形数据进行实验.结果表明,使用理论推导密度的点云数据在平地区域可以生产出满足精度要求的DEM产品,但在丘陵及山地区域需要适当增大点云密度.     

基于WorldView-3卫星带状影像生产地形级地理场景数据

实景三维中国建设要求地方层面生产2 m格网DSM、DEM及优于0.5 m分辨率DOM的地形级地理场景数据。对WorldView-3卫星带状影像数据,采用传统的灰度匹配、特征匹配、变换域法匹配的方法,无法获得足够满足要求的连接点。本文采用基于频率相位匹配辅助的概率松弛控制点匹配方法进行连接点匹配,获得的满足精度要求的连接点数量多且分布均匀,后续生产的DSM、DEM及DOM地形级地理场景数据精度满足要求,为实景三维西藏察隅试点建设顺利开展提供了技术支撑。     

DEM数据静止水体格网点高程批量定值和检查的实现

随着测绘科学技术的进步和测绘地理信息成果应用范围的扩大,DEM成果的质量要求逐渐提高并细化,而传统的DEM生产流程受软件平台功能的限制越来越难以满足要求,因此需要基于保持传统、符合规范、达到要求的目标进行DEM生产流程和质量环节的优化。针对实际生产中存在的问题,通过自研软件,对全数字摄影测量系统无法高效实现的成果要求进行质量细节的改善,对提高DEM的生产效率进行有益的尝试。     

高分辨率遥感影像自动生成DEM的研究

以三江源测区为研究对象,采用传统法和影像自动匹配法进行DEM制作。通过试验研究及对比分析发现:两种方法制作的DEM均能满足精度要求,传统法精度高,过程流畅,工艺纯熟,不足之处是工期较长;影像自动匹配法制作的DEM精度虽不及传统法高,但其工期短,工效是传统法的5倍左右。考虑到在满足精度要求的前提下,作为提高作业效率的一种方法,影像自动匹配法大规模制作DEM可应用于实际生产。     

ASTER立体影像提取DEM的研究

介绍了具有同轨立体测图能力的ASTER传感器观测系统,及其立体影像生成DEM的算法和DEM的编辑方法,展示了ASTER立体影像生产DEM的实验结果,并以试验结果说明,其精度可以满足绘制1：100000～1：250000比例尺地形图要求。     

基于变化检测的DOM与DEM数据同步更新

针对现有DOM与DEM生产模式不能满足数字城市、智慧城市信息化建设的需要和信息化测绘体系的网络化、自动化更新需求,该文提出了基于变化检测的DOM与DEM网络化同步编辑更新方法,形成一套针对变化区域的快速更新技术流程。完成了DOM与DEM网络化快速编辑更新平台的研发,基于网络并行环境实现网络化任务分发、多人员同步编辑的生产更新模式。通过丽水和平湖两个测区的生产实践,结果表明总体效率比传统生产方式提高27%左右。     

一种基于高分辨率雷达影像以及外部DEM辅助的复杂地形制图方法

为满足在坡度陡、高差大的复杂地形地区高精度DEM制图的需要,在传统的雷达干涉测量技术的基础上,通过引入外部DEM,建立外部DEM模拟相位和干涉解缠相位的对应关系,构建多维线性模型,进行线性回归分析,去除误差相位趋势;同时根据引入的外部DEM估计高程的误差范围,进行高程点的滤波,达到精化DEM的目的,形成最终的DEM产品。该方法已经应用于高分辨雷达影像（COSMO数据）在云南德钦地区DEM地形图的制作,通过GPS数据的验证,其精度达到了国家1∶50 000 DEM制图要求。     

基于机载LiDAR数据的鄱阳湖地区高精度DEM生产研究

大面积湖泊周边地势平坦,利用航空摄影等常规手段实现此类地区精细DEM生产,需要依靠外业控制和大量人工编辑,作业周期长,成本高。本文结合国家基础航空摄影项目,基于ALS60完成了鄱阳湖地区大面积机载LiDAR数据的获取及预处理,并通过地面检校和精度验证,对传感器的系统误差进行修正,在此基础上对点云数据进行精细化处理及DEM高效生产,产品精度满足测绘相关规范要求。该项目的成功开展,为基于航空新型技术手段的大面积湖泊周边等常规作业困难地区的高精度测绘提供了借鉴。     

数字水印技术的DEM版权保护适用性研究

数字水印技术可为DEM的版权保护提供有效的解决方案.探讨了DEM数字水印技术的要求,提出"近无损"性是DEM区别与普通图像数字水印的主要特征.即含水印DEM除与普通数字图像一样须满足水印的不可见性外,还应当满足DEM精度"近无损"和应用"近无损"要求.通过实验分析了考虑视觉模型的DCT分块数字水印算法、DWT数字水印算法对DEM的适用性问题.结果显示,水印对DEM精度与地学基本应用有一定影响,以图像视觉质量为优劣标准的数字水印算法并不一定能满足DEM的精度和应用要求.     

利用TanDEM-X生成DEM的精度评定

目前,许多学者对TanDEM-X生成DEM开展了一些研究,其研究成果也显示了TanDEM-X生成高精度DEM的可行性。为了验证TanDEM-X/TerraSAR-X干涉生成的DEM能否满足测图要求,需要对其进行精度评价和分析。相对于C波段的ERS、ASAR和L波段的ALOS,X波段的高分辨率TerraSAR影像干涉条纹更密集,解缠更加困难。针对这一问题,本文设计了一种低分辨率SRTM辅助高分辨率的X波段的TerraSAR干涉相位解缠方案,提高了解缠的效率和精度。同时,本文提出了一种基于协方差函数的方法对TDX/TSX DEM进行精度分析和评价。该方法通过对各个距离上的协方差值进行拟合,消除了高程误差异常对InSAR DEM精度评价的影响,可以更加客观真实地反映DEM的精度。实例分析结果表明：采用协方差函数方法来评价DEM的精度是可行的,对于试验研究区域,TDX/TSX干涉生成的DEM总体精度为1.42 m,能够满足1：10 000测图要求,为我国空白地区的测图提供了有利条件。     

基于ADS80制作武汉市1︰10000数字高程模型

介绍了利用ADS80推扫式数码航空影像生产武汉市1︰10 000 DEM的过程,并利用现有的数字线划图数据对其进行精度评定。检查结果表明,其精度均满足规范要求。     

GBSAR和三维激光扫描技术提取DEM应用研究

分析了星载SAR和GBSAR提取DEM的原理,利用GBSAR干涉影像提取目标区域的DEM,并将得到的DEM与三维激光扫描数据得到的精细DEM模型进行对比和统计分析。实验结果表明,GBSAR提取的DEM与三维激光扫描提取的精细DEM大体一致,且误差在较小的范围内,满足DEM提取精度要求,说明GBSAR提取目标区域的DEM是可行的,为GBSAR的推广应用奠定了基础。     

基于InSAR技术在山地区域DEM提取及精度评定

利用InSAR技术对四景ENVISAT-ASAR雷达数据进行DEM提取。简述了InSAR测高的原理,总结了SAR数据的处理方法。获取了两组研究区域DEM成果,经精度评定,成果能够满足1∶50 000比例尺DEM产品的精度要求。同时,实验证明InSAR技术可以快速地获取大面积DEM。     

无人机航摄系统在复杂地形应用的关键技术试验

随着经济快速发展,我国对于大比例尺地形图的需求越来越高,传统航测技术在生产效率和精度上都无法满足要求。在本次试验中,通过研究GPS实时动态差分技术和数据后处理等关键技术,提高了数据精度。实现了固定翼无人机航摄系统在山区丘陵和城区居民地两种复杂地形的1∶500大比例尺DOM和DEM的制作,通过精度检查表明,其精度完全满足1∶500大比例尺DOM和DEM的要求。同时摆脱了传统航摄影像制作时需要外业像控测量的作业模式,大大提高了生产效率。     

基于城市防洪排涝LIDAR数据处理及易涝区提取方法研究

由LIDAR技术获取点云并处理制作的DEM成果,以其特有的高精度特点不仅能满足易涝区域数据提取,还能直观展现精确的城市地表起伏形态。结合台州市第一次地理国(市)情普查项目专题——"防洪排涝"对城市易涝区域的LIDAR点云及DEM数据提出的要求,研究了将LIDAR点云制作成为DEM技术的快速实现方法,论述了基于LIDAR DEM提取城市易涝区域数据的技术手段。     

高分三号卫星影像制作DEM的试验

针对很多地区受天气影响无法采用国产光学立体像对制作DEM的问题,基于高分三号(GF3)卫星西安地区的影像,利用InSAR技术,采用"基于块的自适应于不同相干性特性的滤波方法""大规模并行单基线相位解缠",获取高精度的DEM,并从LiDAR点云中提取检测点,对DEM的精度进行检测。理论分析和处理结果表明:针对QPSI模式的GF3影像,相干系数约大于0.8的大范围区域才可满足生产1∶25 000、1∶50 000 DEM的要求;研究区山地起伏较大,影像获取时间是2017年的5—6月,植被比较茂盛,有较大的干涉相位噪声,DEM的精度受到很大影响。"基于块的自适应于不同相干性特性的滤波方法"对不同相干性区域均有较好的滤波效果;"大规模并行单基线相位解缠"保证了局部解和全局解的一致性,并行比例高。针对高分三号影像的特点,制定流程化的生产方案,为后续DEM的批量生产提供了作业依据。     

基于LiDAR-DP的机载激光雷达数据处理

基于国产机载LiDAR数据处理软件LiDAR-DP,总结了机载LiDAR数据处理的技术流程,并根据该流程对LiDARDP的相关功能进行了研究。利用LiDAR-DP对实际数据进行了DEM生产试验,并与同类商业软件进行了功能对比。结果表明,LiDAR-DP是一款优秀的国产机载LiDAR数据处理软件,完全能满足DEM的生产需求。     

数字高程模型(DEM)成果裁切探讨

随着计算机技术及测绘产品的不断发展,数字高程模型(DEM)已成为地理信息空间系统和"数字地球"的重要组成部分。在测绘技术蓬勃发展的今天,数字高程模型(DEM)的生产已成为各生产部门较关注的问题之一,特别是近年来数字龙江地理空间框架建设一期工程对数字高程模型(DEM)产品成果的要求有很大提高,数字高程模型(DEM)成果的裁切也显得尤为重要,本文从工作中遇到的DEM成果裁切问题入手,结合笔者多年的测绘生产经验,研讨DEM成果裁切问题。