二次曲面移动拟合法DEM内插精度探讨
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DEM提取方法精度研究摘要:DEM分辨率是DEM刻画地形精确程度的一个重要指标,同时也是决定其使用范围的一个主要的影响因素。
DEM的分辨率是指DEM最小的单元格的长度。
因为DEM是离散的数据,所以(X,Y)坐标其实都是一个一个的小方格,每个小方格上标识出其高程。
这个小方格的长度就是DEM的分辨率。
分辨率数值越小,分辨率就越高,刻画的地形程度就越精确,同时数据量也呈几何级数增长。
所以DEM的制作和选取的时候要依据需要,在精确度和数据量之间做出平衡选择。
关键词:DEM;提取方法;精度;实验1、引言我国地域辽阔,地形复杂多样,平原、高原、山地、丘陵、盆地五种地形齐备。
某些地区如高山区、热带雨林、沙漠区,获得高精度的DEM数据较困难。
目前,我国基础地理信息系统数字高程模型数据库有1:1,000,000、1:250,000、1:50,000以及局部l:10,000的DEM数据,而只有比例尺小于1:250,000的数据是公开的,高精度的DEM数据价格昂贵。
2、DEM数据精度研究数字高程模型精度的研究,一直是摄影测量界的重要研究议题。
DEM的误差主要包括两类,一类是DEM的数据误差,主要由采样点误差和内插引起的误差构成;另一类是DEM的描述误差,由地形特征、尺度、DEM结构和采样点分布及密度等方面的误差构成。
因此,DEM精度模型的建立也应从反映这两类误差特征着手。
用以描述DEM及其在数字地形分析中的误差的精度模型,应能够反映出误差大小、误差的空间相关关系以及误差的空间分布状况。
DEM的精度评定有三种方法:理论分析、试验分析和理论与实验相结合的方法。
因此也产生三种类型的DEM精度评定模型:理论模型、经验模型以及理论与经验相结合的模型。
3、DEM提取方法精度研究目前,常用的DEM高程精度评价标准为DEM高程中误差模型,即通过DEM 的高程值和高精度的参考值(如己知的实测高程)之间的统计比较而得到,如美国USGSDEM、我国1:50000、1:250000DEM等均采用这种标准。
DEM高精度内插算法及其实现冯桂,林宗坚,张继贤,张丽(中国测绘科学研究院,北京100039)中图分类号:P231.5 文献标识码:A 文章编号:1000-3177(2000)60-0018-031 引 言使用计算机和计算技术是当今信息时代的一个重要标志,它在测绘方面的应用使得测绘学科逐步向数字化与自动化、实时处理与多用途的方向发展。
计算机技术在很大程度上改变了地图制图的生产方式,同时也改变着地图产品的样式和用图概念,各种数字的地形表达方式得到了迅猛的发展。
借助于数字地形表达,现实世界的三维特征能够得到充分而真实的再现。
人类在很早以前就开始想方设法地来描述自己所熟悉的各种地表现象,一种古老而有效并且一直沿用至今的能精确表达地表现象的方式是地图。
对于地图中最典型也是最重要的地形图而言,由于其描述的客观世界是丰富多彩、千姿百态的三维空间,其二维空间的表达与所表示的三维现实世界之间,有着不可逾越的鸿沟。
正因为如此,千百年来地图学者们一直致力于地形图的立体表示,试图寻求到一种既能符合人们的视觉生理习惯,又能恢复真实地形世界的表示方法。
数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)的提出为解决这一问题提供了便利的手段,DEM是地理空间定位的数字数据集合,最初是美国麻省理工学院Miller教授为高速公路的自动设计于1956年提出来的,随着各种相关技术的发展,DEM也经历了一个循序渐进的发展历程,现已成为GIS的基本要素。
随着空间数据基础设施的建设和“数字地球(Digital Earth)”战略的实施,更加快了DEM与地理信息系统、遥感等的一体化进程,为DEM的应用开辟了更广阔的天地。
对DEM的研究除了需要摄影与测量专业知识以外,还需要大量用到计算机图像处理等相关的知识。
在计算机图像处理技术发展的过程中,线性系统理论一直都占据了一个核心的、基础的地位。
但实际的物理过程常常是非线性的,线性近似在很多情况下无法刻画其主要性质,例如在DEM内插中常用的内插方法往往难以满足实际地形的变化,非线性处理技术应运而生,并且迅速成为与线性方法并行的主流方向。
DEM插值方法研究摘要:数字高程模型(DEM)是很多领域的重要基础数据。
而插值是构建DEM的核心问题。
为了构建适合于不用场景的DEM,本文对DEM插值方法进行了总结归纳,并对常用的五种插值方法进行了分析,给出了不同插值方法的插值原理,优缺点及适用场景。
本文结果对于构建DEM时选取插值方法具有重要的参考价值。
关键词:DEM;插值方法;反距离权重法;克里金插值法1.引言数字高程模型(DEM)是描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列,它是一种特殊的数字地形模型。
随着地理信息系统(GIS)的发展,DEM成为空间信息系统的一个重要组成部分,在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。
在测绘中可用于绘制等高线、坡度、坡向图、立体透视图、立体景观图,制作正射影像图、立体匹配片、立体地形模型及地图的修测;在各种工程中可用于体积、面积的计算、各种剖面图的绘制及线路的设计;军事上可用于导航、精确打击、作战任务的计划等;在遥感中可作为辅助数据用于分类;在环境与规划中可用于土地现状的分析、各种规划及洪水险情预报等[1]。
插值是构建DEM的核心问题及关键步骤。
DEM插值是根据若干已知点的高程值计算出未知点的高程值。
任意一种插值方法都是基于原始地形起伏变化的连续光滑性,或者是邻近点之间的相关性内插出待定点的高程。
现阶段已经有很多成熟的内插方法。
不同的插值方法对于DEM的精度和质量有一定的影响。
因而对插值方法进行归纳总结,分析不同方法适用场景及插值方法的优缺点,是一件十分有必要的事。
2.DEM插值方法2.1插值方法分类李志林和朱庆[1]根据已知点的搜索范围将插值算法分为全局插值、局部插值和分块插值;汤国安等[2]从数据分布、插值范围、插值曲面与参考点关系、插值函数性质等五个方面对DEM插值算法进行了全面而详细的分类(见表1)。
2.2 DEM插值原理DEM插值可以根据已知采样点估计未知插值点的主要原因在于研究对象地形的特殊性:地形具有空间异质性和空间相关性等特征,这些特征使得利用一些空间位置合理的采样点获得对地形表面相对精确的描述成为可能[3]。
曲面移动拟合法在DEM中的插值技术
李浩;张友静
【期刊名称】《江苏测绘》
【年(卷),期】1996(000)004
【摘要】移动拟合法的不同解算方法的数值运算量差别很大,法方程未知数适当排序的Choleskg解法可能比其它三角分解法节省运算2量50%。
规则格网点上的内插大多可以解方程集形成进行。
最后阐述对内插函数参数的一种快速筛选方法。
【总页数】3页(P19-21)
【作者】李浩;张友静
【作者单位】河海大学土木工程学院;河海大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】P216
【相关文献】
1.二次曲面移动拟合法DEM内插精度探讨 [J], 蔺爱军
2.三次曲面内插法在DEM数据插值中的应用 [J], 席雷平;陈自力;郑祥
3.基于不同大小窗口的移动曲面拟合法探测不规则DEM粗差的一种方法 [J], 杨晓云;顾利亚;岑敏仪;李志林
4.利用二次曲面移动拟合法进行DEM内插的精度探讨 [J], 蔺爱军
5.一种改进的移动曲面拟合DEM插值方法 [J], 黄长军;夏红梅;周吕
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