数字高程模型和精度分析

数字高程模型（DEM）——知识汇总一、数字高程的定义数字高程模型（Digital Elevation Model,简称DEM）是DTM中最基本的部分，它是对地球表面地形地貌的一种离散的数学表达。

DEM表示区域D上的三维向量有限序列，用函数的形式描述为：式中,X i,Y i是平面坐标，Z i是（X i ,Y i）对应的高程。

二、数字高程的特点1）表达的多样性，容易以多种形式显示地形信息。

2）精度的恒定，常规地图对着时间的推移，图纸将会变形，而DEM采用数字媒介，能够保持精度不变。

3）更新的实时性，容易实现自动化，实时化。

4）具有多比例尺特性。

三、数字地面模型（DTM）、数字高程模型（DEM）和数字地形模型（DGM）的区别表 1 三者的区别与联系四、数字高程数据1. 来源：DEM数据包括平面和高程两种信息，常用的数据来源有：影像，现有的地形图，地球本身，其他数据源。

2. 数字高程数据类型1) 分辨率①. 10米DEM数据全国10米数字高程模型数据，为栅格图像数据，图像分辨率为10米，数学基础采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）及Albers投影。

数据像素值记录了点位高程。

高程值计量单位为米。

②. 12.5米DEM数据12.5米DEM数据是由ALOS的PALSAR传感器采集。

该传感器具有高分辨率、扫描式合成孔径雷达、极化三种观测模式。

该数据水平及垂直精度可达12米。

ALOS（Advanced Land Observing Satellite）卫星于2006年1月24日由日本发射升空，载有3个传感器：全色测绘体例测绘仪（PRISM），主要用于数字高程测绘；先进可见光与近红外辐射计-2（AVNIR-2），用于精确陆地观测；相控阵型L波段合成孔径雷达（PALSAR），用于全天时全天候陆地观测。

③. 不同分辨率下的晕渲图对比10m分辨率数据12.5m分辨率数据来源： databox.store/product/Details/344图1 不同分辨率下的晕渲图2) 遥感测量方法a) SRTM数据SRTM（Shuttle Radar Topography Mission），由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量。

1、数字高程模型：它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型（简称DTM)的一个分支，是表示区域D上的三维向量有限序列。

2、DTM：数字地形模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。

地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。

3、TIN：不规则三角网，通过从不规则分布的数据点生成的连续三角面来逼近地形表面。

4、测绘4D产品（即DLG数字线划图、DRG数字栅格影像、DEM、DOM数字正射影像）：DLG：现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。

数字线划图既包括空间信息也包括属性信息。

DRG：数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数字化产品。

DEM：数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字集合。

DOM：数字正射影像利用航空相片、遥感影像，经象元纠正，按图幅范围裁切生成的影像。

5、连续不光滑DEM：指每个数据点代表的只是连续表面上的一个采样值，而表面的一阶导数或更高阶导数不连续的情况。

6、数字地貌模型：是地貌形体及其空间组合的数字形式，是一维、二维、三维、四维空间地貌的可视描述和模拟。

7、DEM误差：DEM高程值与真实值的差异9、插值：根据不同数据集的不同方式，DEM建模可以使用一个或多个数学函数对地表进行表示。

根据若干相邻参考点的高程求出待定点上的高程值。

（内插）14、不规则镶嵌数据模型：用相互关联的不规则形状与边界的小面块集合来逼近不规则分布的地形表面15、行程编码结构：对于一幅栅格图像，常常有行或列方向上相邻的若干点具有相同的属性代码，因而可采取某种方法压缩那些重复的记录内容，即只在各行或列数据的代码发生变化时依次记录该代码以及相同代码重复的个数，从而实现压缩16、细节层次模型：对同一个区域或区域中的局部使用具有不同细节的描述方法得到的一组模型。

概述：DEM旳点模式表达
高程矩阵(规则矩形格网)，与栅格地图相同。 ●表达措施：将区域划提成网格，统计每个网格旳 高程； ●线模型到高程矩阵旳转换。 ◆优点：计算机处理以栅格为基础旳矩阵很以便， 使高程矩阵成为最常见旳DEM； ◆缺陷：在平坦地域出现大量数据冗余；若不变化 格网大小，就不能适应不同旳地形条件；在视线计 算中过分依赖格网轴线。
概述：建立DEM旳目旳
1）作为国家地理信息旳基础数据； 2）土木工程、景观建筑与矿山工程规划与设计； 3）为军事目旳而进行旳三维显示； 4）景观设计与城市规划； 5）流水线分析、可视性分析； 6）交通路线旳规划与大坝选址； 7）不同地表旳统计分析与比较； 8）生成坡度图、坡向图、剖面图、辅助地貌分析、估计侵蚀和径流等； 9）作为背景叠加多种专题信息如土壤、土地利用及植被覆盖数据等，以 进行显示与分析； 10）与GIS联合进行空间分析； 11）虚拟现实(Virtual Reality)； 另外，从DEM还能派生下列主要产品：平面等高线图、立体等高线图、等 坡度图、晕渲图、通视图、纵横断面图、三维立体透视图、三维立体彩色图 等。
等高线插值法
三、DEM旳应用
概述应用： 1、三维景观 2、数码城市和虚拟现实 3、DEM在工程上旳应用 应用算法： 1、基于DEM旳信息提取 2、等高线旳绘制 3、基于DEM旳可视化分析
三维景观
数码城市和虚拟现实
City Model
Attribute RDB
DOM
DEM
DLG
数码深圳
3D 建筑
空间插值措施转换成点模式格式数据。
DEM旳生成
措施： 1、人工格网法 2、三角网法 3、立体像对法 4、曲面拟正当 5、等值线插值法
人工格网法

数字高程模型的精度评估技巧数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）是一种以数字形式呈现地表地形的技术。

精度评估是判断DEM数据真实性和可靠性的重要步骤。

本文将探讨数字高程模型的精度评估技巧。

一、简介数字高程模型是指通过测量、控制点云数据和空间插值技术生成的一种数值化地表地形模型。

DEM被广泛应用于地理信息系统、地质勘探、气象、水文、城市规划等领域。

然而，DEM数据的精度直接影响其应用效果和准确性。

二、精度评估的意义精度评估是判断DEM数据质量的重要手段。

精度评估能够帮助用户了解DEM 数据的精确程度，提供科学决策的依据，并确保数据的可靠性。

通过准确评估DEM数据的精度，可以避免在实际应用中因数据误差造成的不良影响。

三、影响DEM精度的因素1. 测量精度：测量设备、测量方法等影响了DEM数据的精度。

使用高精度测量设备和精确的测量方法能提高DEM数据的精度。

2. 栅格间距：栅格间距指DEM数据中每个栅格点代表的空间距离。

较小的栅格间距能够提供更精细的地形信息，提高DEM数据的精度。

3. 数据质量：DEM数据的来源和处理过程也会影响其精度。

高质量的原始数据和精细的数据处理能够得到更准确的DEM数据。

四、常用的精度评估技巧1. 独立控制点法独立控制点法是通过在DEM数据中设置若干个已知高程的控制点，并与实地测量数据进行对比，计算DEM数据的误差和精度。

这种方法可用于验证DEM的整体精度。

2. 交叉验证法交叉验证法是将DEM数据分割成两个部分，一部分用于插值生成DEM，另一部分则用于与实地测量数据进行对比。

通过比较两者之间的差异，可以评估DEM数据的精度。

3. 精度与分辨率关系分析法高分辨率DEM数据与低分辨率DEM数据之间存在一定的精度关系。

通过比较不同分辨率DEM数据与实地测量数据之间的误差，可以分析出DEM数据的精度。

4. 基准面对比法采用已知高程的基准面进行对比和校正，对比基准面和DEM数据之间的差异，可以评估DEM数据的精度。

dem精度评定方法
DEM，即数字高程模型，是一种用于描述地表高程和地形特征的数字模型。

在不同领域的应用中，如地理信息系统、自然资源管理、城市规划和环境模拟等，DEM精度的准确性极为重要。

因此，为了评定DEM的精度，需要采取一些标准化的方法。

以下是一些常用的DEM精度评定方法：
1. 精度等级法：该方法通过将DEM的误差分为若干等级，来评定DEM 的精度。

常见的误差等级为0.5米、1米、2米、5米、10米等。

通过对比DEM的实际精度和理论精度，可评定DEM的精度等级。

2. 点检查法：该方法通过在DEM上选取一些样点，测量样点的实际高程值和DEM计算的高程值，然后比较两者的差异，来评定DEM的精度。

一般选取的样点数量越多，评定的精度越准确。

3. 统计分析法：该方法通过对DEM中的高程数据进行统计分析，来评定DEM的精度。

常见的统计方法有标准差、均方根误差等。

通过对比统计结果和理论值，可评定DEM的精度。

4. 比较分析法：该方法通过将DEM与其他地形数据进行比较，来评定DEM的精度。

常见的比较对象包括地形图、卫星影像等。

通过对比
结果，可评定DEM的精度。

值得注意的是，不同的DEM精度评定方法适用于不同的应用场景和数据来源。

在选择评定方法时，需要根据具体情况进行选择。

最后，DEM精度评定是DEM应用的重要环节，通过对DEM的精度进行评定，可以保证DEM在各个领域的应用具有更高的准确性和可靠性。

1、什么是数字高程模型，它有什么特点？答：广义：地形表面形态的数字化表达狭义：有限的离散高程采样数据对地表形态的数字化模拟特点1）精度的恒定性2）表达的多样性3）更新的实时性4）尺度的综合性2、简述数字高程模型的主要研究内容。

答：1)地形数据采集；2)数据组织与地表建模，主要分为不规则格网DEM(TIN)和规则格网DEM (GRID)；3)精度分析与质量控制；4)可视化表达；5)应用与分析3、试分析数字高程模型数据源及其特点1)地面本身通过气压测高法、航空和测高仪等可获得精度要求不高的高程数据，以用于大范围高程要求不高的科学研究2)既有模拟/数字地形图a地形图现势性：纸质地形图制作工艺复杂、更新周期长，一般不能反映局部地形地貌的变化情况。

b地形图存储介质：多为纸质存储介质导致地形图幅不同程度的变形。

c地形图精度：不同的精度对应的等高线等高距、对地形的综合程度、成图方法各不同。

3)航空/航天遥感影象航空/航天遥感影象的更新速度快，一直是地形图测绘和更新最有效、也是最主要的手段特点：遥感的几何畸变；遥感数据的增强处理；遥感数据的空间分辨率；遥感影像数据的解译与判读4)既有DEM数据4、简述数字高程模型数据采样中的基本布点方式及采样数据的属性。

基本布点方式：选择性采样、沿等高线采样、剖面法、规则格网采样、渐近采样、混合采样采样数据的三大属性：点的分布、密度、数据精度5、目前主流的DEM数据采集方法有哪些？并对各方法进行对比分析。

1）从地面直接采集的方法全站仪数字采集、GPS采集(RTK方式)；精度非常高(cm)、效率低、成本高、适用于小范围区域（特别是工程应用）2）地形图数据采集方法精度与底图有关(图上0.1~0.3mm)、效率高、成本低、适用于国家范围内的中低精度DEM的数据采集3）摄影测量数据采集方法精度比较高(cm~dm)、效率高、成本比较高、适用于国家范围内的较高精度DEM的数据采集6、DEM数据获取中的新技术和方法有哪些？答：1)合成孔径雷达干涉测量数据采集方法；2）机载激光扫描数据采集；3）基于声波、超声波的DEM数据采集7、简述GRID的结构特点与数据组织形式。

1 215 5 10
地面坡度
2° 以下 2° ～ 6° 6° ～ 25° 25° 以上
D EM 格网 格网点高程 间距 (m ) 中误差 (m ) 25 4 25 25 25 7 11 19
112 逼近误差或截断误差
用简单函数 f 1 ( x ) 近似地代替原函数 f ( x ) 和 利用具一定数位的数近似代替已知或待定数一样, 数学上称为逼近。f ( x ) 是被逼近函数, f 1 (x ) 为 逼近函数。两者的差 E = f ( x ) - f 1 ( x ) , 称为逼 近误差或余项, 也叫截断误差。 实际上, 原函数 f ( x ) 往往是未知的, 或者比 较复杂。 而它在某些点的数值表现是已知或可测知 的, 依据这些数值表现面构造 f 1 ( x ) 去逼近原函数, 称为数值逼近。 逼近误差是由原函数 f ( x ) 和逼近函数 f 1 ( x ) 所决定的, 是函数误差而非随机误差。 D EM 内
(1) 观测结果与事实不符 (2) 认真操作可消除
过失误差
粗枝大叶、 错误操作 造成
表 2 1∶5 万 D EM 精度标准
Tab12 Prec ision standard of D EM a t the sca le of 1∶50000
地形类别 平 地 丘陵地 山 地 高山地 地形图等 高距 (m )
R 2 (x ) =
上述公式给出了 D EM 的精度估计, 然而, 由于
D EM 的复杂性, 由部分数据给出的经验公式有一 定局限。 例如, 将式 ( 1) 与 ( 2) 比较后发现, 采
1 f 2
(2)
(Ν ) (x - x 0 ) (x - x 1 ) 1 2 M 2h 8 ( 3)
≤

数字高程模型DEM的质量控制及精度分析数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)是“4D”产品的一种,它是一定区域范围内对地球表面地形地貌的一种离散数字表达。

在城市和工程建设的各个领域,数字高程模型都有着广泛的应用价值。

从DEM可以方便地派生出一系列适合工程应用的产品,如等高线、坡度图、坡向图、晕染图、立体透视图等。

DE也是生产数字正射影像、建立三维城市景观模型以及GIS(Geographic Information System)建库不可缺少的重要数据。

在实际生产中，采用的比较多的DEM生产模式为通过模式取样进行摄影测量或其他测量测定一系列取样点的高程数据。

目前,测绘数据作为计算基础,实际测绘误差并不大，DEM逼近手段也很高,但实际DEM精度却往往不能满足要求,矛盾是很突出的。

本文主要是讨论数字高程模型DEM在实际生产中的质量控制及其误差来源及精度的分析。

DEM的生产流程DEM生产流程见下图：其中对于特征点线的采集。

特征点为山顶、凹地、鞍部、山谷及地形突变点；特征线为山脊线、山谷线、水系、水域线、断裂线及地形变换线、双线公路等。

等高线、高程点亦可作为图内的特征点线。

可在测图方式下采集地面特征点线，所采集的特征线不要穿越房屋、桥梁等高出地面的地物。

对于平坦地区采集地面点线，不能有大面积空洞；对于等高的面状区域如水库、湖泊等，按常水位同一高度采集。

静止水域的DEM格网点高程应一致，流动水域的上下游DEM 格网点高程应梯度下降，关系合理。

在生产DEM时，矢量数据尽可能采集的比实际范围大一些。

在构TIN时，TIN网的三角形是按临近的原则找点，若边缘的矢量数据不够，容易导致DEM边界数据出错，矢量数据一般比真实DEM范围外扩300m左右，生成DEM时全部用地面矢量构TIN。

图幅与图幅之间的特征矢量数据一定要接边。

图幅内DEM的高程偏差不大于一个基本等高距。

为保证DEM的接边精度，单模型DEM之间至少有2～3排格网的重叠带，相邻图幅DEM数据重叠区公共格网点高程必须一致。

数字高程模型和精度分析最近几年，GIS架构下的数据库、高效态势下的微机，正在被延展运用。

因此，数据质量的管控，就增添了原有的价值。

DEM这一模型，是GIS特有的信息源头，是空间架构下的基础设施。

数字高程这样的模型，也被划归到现有的DGDF，预设了规模化这一生产路径。

因此，有必要明晰DEM特有的获取路径，考量现有的精度影响，辨识误差根源。

只有这样，才能限缩模型偏差，创设可用的管控办法。

标签：数字高程模型模型精度具体分析数字高程模型，是在既有的区段范畴以内，应用新颖的离散路径，去表征区段现有的表层地貌。

在工程建构的多样领域，DEM这一模型，都带有偏大的运用范畴。

比对惯用的地形图，DEM这样的高程图形，带有数字架构下的表征方式，更易被辨识。

DEM这一新颖路径，替代了惯用的地形描画办法，在城区现有的测绘架构下，延展了原初的应用范畴。

要接纳精度评析的可用路径，提升原有的管控水准。

1明晰影响要点DEM特有的误差，是建构模型这一流程内，产出的综合差值。

如上的建模误差，带有独特的要点：首先，地形固有的表层特性，决定了现有的建模难度。

这样的特性要点，在辨识表面精度这一流程内，凸显出了侧重的价值。

在地面表层现有的特性之内，坡度这样的特性，被看成侧重的描画要素。

通常情形下，可用特有的坡度及特有的坡长，去辨识这一区段内的地形。

原始数据固有的布设影响，是侧重架构下的影响要素。

数值的布设态势，可以利用固有的方位及构架，予以描画。

常常接纳矩形架构下的规则格网，去描画现有的数值布设。

原初数据固有的密度，可以依循平均态势下的间距、单位面积表征出来的数目、空间范畴内的数值更替、特有的截止频率，予以辨识并确认。

在摄影测量这一范畴内，要预设精准的立体交会，就应当辨识影像之间特有的同名点。

这一点，是数字架构下的摄影测量，必备的核心辨识点，也就是特有的影像匹配。

其次，表面架构下的建模路径，能影响原初的模型精度。

可以预设两种路径，去建构如上的模型。

DOM 生产对数字高程模型的精度要求黄 健（江苏省测绘工程院 南京 210013）摘 要：DOM 的数字微分纠正通常要用到DEM 来实现地形的纠正，DEM 的精度会在多大程度上影响DOM 的纠正精度，是很多技术人员所关心的问题之一。

作者通过详实的论证得出了一些结论，为航空摄影项目实施中各项技术指标的确定、为合理有效地选取DEM 数据源等问题作了科学的回答。

关键词：DOM DEM 精度一、 前言无论航空影像或卫星遥感影像，只要成像方式不是严格的正射投影（正投影），地形和地物的高差必然会导致成像像元的位移，即产生地物投影差。

地物投影差虽然可以实现立体感，用于采集高程信息，但是其消极的因素也是客观存在的。

比如地形的投影差会发生地物变形和扭曲，建筑物投影差会发生影像遮挡等现象。

利用数字高程模型进行影像的数字微分纠正，可以有效地校正地形导致的投影现象，这就是数字正射影像（DOM ）生产的主要原理。

由于各种遥感传感器的成像方式、成像角度、投影方式各不相同，地形所引起的投影差也有很大差异。

航空影像是中心投影，投影系数距像主点的距离大小呈发射状，而推扫式卫星遥感影像基本上表现一致的投影系数，与成像高度角有关。

这里我们就这两种传感器的成像原理进行分析，讨论影像投影差的产生，以便于在DOM 生产作业中，对有效选择DEM 数据提供理论依据。

二、 地形变化对遥感影像投影的影响1、框幅式航空影像的地形变化影响图1为框幅式航空像片的中心投影成像示意图，f 为相机的摄影焦距，H 为相对航高，h 为某点所处的相对高程，D 为该点离像片摄影中心的水平距离，d 为该点底部的成像点距像主点的距离，d ’为有高差h 的成像点距像主点的距离，它们满足这样的几何关系：D d Hf=； （1） D d'h -H f=； （2）故由于地形影响而导致的地物投影差大小Δd ： Δd =d'-d = f ×D ×（h H 1--H 1）= f ×D ×h H h - ； （3） 摄影比例尺分母s 满足关系式： s 1 = H f = D d ； （4）故式（3）可写为：Δd=f ×D ×h H h -=H ×d ×h H h -= H ×（d'-Δd ）×h H h -； （5） 经整理，得：Δd=d'×H h=d'×s *f h 。

浅谈特征点线面在建立数字高程模型中的作用摘要：本文阐述了地面特征点线面在建立数字高程模型中的作用，建立数字高程模型的基本方法，分析了数字高程模型的精度。

通过采集特征点线面，生成的数字高程模型，能够真实地反映地表形态，地表特征点线面在建立数字地面模型中起到重要作用，同时也是提高建立数字地面模型精度的关键要素。

关键词：数字高程模型、特征点线面、精度分析中图分类号：p231.5 文献标识码：a 文章编号：一、数字高程模型概述数字高程模型（digital elevation model，简称dem）是在某一投影平面（如高斯投影平面）上规则格网点的平面坐标x,y域（或经纬度域）离散点（矩形或三角形）上以高程表达地面起伏形态的数据集，是我国基础地理信息数字产品的重要组成部分之一。

最初是 miller 在 1956 为了高速公路的自动设计提出的。

此后，它被用于各种线路选线（铁路、公路、输电线、管线等）的设计以及土木工程的面积、挖填土石方、坡度计算，线路纵断面和横断面图绘制等。

在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、地形景观，制作正射影像图以及地图的修测。

dem的生产方式有多种。

从数据源采集方式来讲主要有三种：一是直接从地面上进行测量，使用测量仪器（如gps、全站仪）等，在野外采集地面特征点线面数据。

但这种方式采集密度小时，不能如实反映地形，密度大，不但增加工作量，而且效率不高，不适合大规模生产。

二是利用航空或航天影像，采用航空摄影测量方式获取地面特征点线面数据，这种方法具有强大的立体编辑功能和产品质量的可视化检查。

三是从现有地形图上采集高程点、等高线等地貌要素方式，不同的精度要求可选用不同比例尺的地形图来满足，而且它主要工作量集中在等高线的矢量化上，其较高的生产效率。

在基础测绘产品中dem的生产主要采用的方式是利用航空影像作为数据源，使用全数字摄影测量工作站生产dem，它是用一种有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。

数字高程模型(dem)技术指标
数字高程模型（DEM）是地理信息系统（GIS）和遥感领域中常用的一种地形数据模型，它用于描述地表的高程信息。

DEM技术指标包括以下几个方面：
1. 分辨率，DEM的分辨率是指在地表上每个像素代表的实际地面面积大小。

分辨率越高，表示DEM能够更精细地描述地形特征，但也会导致数据量增加和处理复杂度提高。

2. 精度，精度是指DEM中高程数值的准确性，通常以垂直精度和水平精度来衡量。

垂直精度表示DEM中高程数值与实际地面高程的偏差程度，水平精度则表示DEM中地面位置的准确性。

3. 覆盖范围，覆盖范围是指DEM数据集所覆盖的地理范围，可以是一个国家、一个地区或者全球范围。

4. 数据源，DEM的数据源可以是激光雷达（LIDAR）、光学影像解译、雷达干涉测量等多种遥感和测量技术。

不同的数据源会影响DEM的精度和分辨率。

5. 数据格式，DEM可以以栅格模型或矢量模型的形式存在，不
同的数据格式适用于不同的应用场景。

6. 衍生产品，基于DEM数据，可以生成坡度、坡向、流域分析、地形曲率等衍生产品，这些产品对地形特征的分析和应用具有重要
意义。

总的来说，DEM技术指标涉及到数据的分辨率、精度、覆盖范围、数据源、数据格式以及衍生产品，这些指标对于DEM在地理信
息分析、地形测量、环境模拟等领域的应用具有重要意义。

数字高程模型成果分级
数字高程模型（DEM）成果可以根据其精度、分辨率和应用领域进行分级。

一般来说，DEM成果可以分为以下几个级别：
1. 高精度DEM，这类DEM精度高，分辨率细致，通常用于工程测绘、精细地形分析等领域。

高精度DEM通常由航空摄影测量、激光雷达测量等高精度测绘技术获取。

2. 中等精度DEM，这类DEM精度适中，分辨率一般，适用于一般地形分析、规划设计等领域。

中等精度DEM通常由卫星遥感数据获取，如ASTER、SRTM等。

3. 低精度DEM，这类DEM精度较低，分辨率粗糙，适用于一般的地理信息系统（GIS）应用、自然资源调查等领域。

低精度DEM通常由较为简单的测量手段获取，如地形图、地形测量仪等。

除了精度和分辨率外，DEM成果还可以根据其应用领域进行分级，比如针对水文、地质、生态等专业领域的DEM成果会有相应的专门标准和分级。

总的来说，数字高程模型成果的分级是根据其精度、分辨率和应用领域的不同而有所差异，不同级别的DEM成果在不同的领域都有其特定的应用和价值。

噪声去除
原始数据中可能存在噪 声，如异常值、离群点 等，需要进行去除或平 滑处理，以提高数据精 度。常用的噪声去除方 法包括中值滤波、移动
平均滤波等。
数据插值
对于缺失或稀疏的数据 点，需要进行插值处理 以填补数据空白。常用 的数据插值方法包括线 性插值、多项式插值、
样条插值等。
数据缩放
不同数据源的数据量级 可能存在差异，需要进 行数据缩放以统一量级 ，便于后续的精度分析 。常用的数据缩放方法 包括归一化、标准化等
野外实地测量数据
野外实地测量数据是通过实地测量获取的地形、地貌、高程等信息，具有精度高、可靠性 强的特点，但成本较高，通常用于校验和验证其他数据源的精度。
数据预处理
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
坐标系转换
由于不同数据源可能采 用不同的坐标系，需要 进行坐标系转换以统一 坐标系统。常用的坐标 系转换方法包括坐标变 换矩阵和地理信息系统 软件提供的转换工具。
详细描述
决策树通过递归地将数据集划分为更小的子集来工作。在高程数据拟合中，决策树可以 基于地形特征进行划分，但面对复杂的非线性地形变化时，其预测精度可能会受到影响。
此外，决策树对噪声和异常值也较为敏感。
06 结论与展望
结论
线性回归模型精度最高，其次是 多项式回归和岭回归，最小二乘
回归精度最低。
不同高程拟合方法在不同数据集 上的精度表现存在差异，选择合
促进高程拟合方法在相关领域 的应用和推广，推动相关领域 的发展和进步。
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几种高程拟合方法的精度分析
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目录
• 引言 • 高程拟合方法介绍 • 数据来源与预处理 • 精度评估方法 • 实验结果与分析 • 结论与展望

2 高程内插
2.1高程插值 2.2插值模型精度检验
3 创建TIN
3.1创建TIN
4 等高线创建、编辑、转换 41等高线创建与编辑 4.2DEM、TIN、等高线两两 转换 5 DEM三维度可视化 5.1 DEM一维可视化 5.2 DEM二维可视化 5.3 DEM三维可视化 5.4 模拟场景飞行
1 探究数字高程模型
•
《DEM及其地学分析的原理和方法》 汤国安 《数字地形分析》周启鸣 《数字高程模型》李志林
DEM的应用
•
DEM应用遍布各行业：土木、规划、测绘、遥感、军事、商业、科研、管 理、数字地球······。 DEM 最基本的应用功能是对DEM栅格单元（TIN中为三角形顶点）的各种运 算。一般基本的功能运算主要包括：高程内插、拟合曲面内插、剖面线计 算、等高线内插、可视性分析、面积、体积计算、坡度、坡向计算、晕渲 等
2 高程内插（栅格插值）
•
插值工具通常分为确定性方法和地统计方法。确定性插值方法将根据周围 测量值和用于确定所生成表面平滑度的指定数学公式将值指定给位置。
确定性插值方法包括：反距离权重法（inverse distance weighting， IDW）、自然邻域法、趋势面法和样条函数法。
•
•
地统计方法以包含自相关（测量点之间的统计关系）的统计模型为基础。 因此，地统计方法不仅具有产生预测表面的功能，而且能够对预测的确定 性或准确性提供某种度量。克里金法是一种地统计插值方法。
•
•
•
4 等高（值）线创建与编辑
•
•
控制等值质量：
所创建等值线的轮廓可能会呈方形或不均匀，看起来犹如沿着栅格像元的 边界。出现这种情况可能是因为各栅格的值为整数且恰好落在等值线上。 这并不是个问题，该等值线不过是原样呈现数据而已。 如果希望等值线更平滑，可行的方法包括对源数据进行平滑处理或调整起 始等值线。1000 1000.001 等值线注记：

图1 原始地面曲线和数据点分布图
通过在不同内插方法中，使用不同权值函数，进行内插计算，并且通过增加和减少地面数据点的数量的形式得到数据点数量对不同内插方式的精度影响。

分别绘制加权平均法、移动斜面拟合法、移动二次曲面拟合法和基于高斯-贝尔曲线最小二乘配置法在不同权值函数的下的内插结果示意图，与此同时，为分析DEM各种内插方法的特点和使用范围，通过检查点评价法给出各种情况下的获得的DEM精度，并以表1、表2的形式表现出来。

2 实验分析
2.1 DEM内插法分析
通过比较四种内插精度结果发现，移动二次曲面拟合法最高，移动斜面拟合法稍低。

与这两种方法比较，加权平均法的精度差的较多，其主要由于前两种方法都利用了最小二乘平差来解算函数模型的系数，使得在R为半径的局部区域中内插误差被整体调整到最小。

加权平均法中，没有使用最小二乘平差，而仅仅以距离作为权值依据计算多个地面数据点的高程均值。

基于高斯-贝尔曲线最小二
科技创新导报Science and Technology Innovation Herald145。

测绘技术中常见的数字高程模型介绍测绘技术在现代社会中发挥了重要的作用，尤其是在城市规划、土地利用以及自然灾害防治等方面。

数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）是测绘技术中常见且重要的一个概念。

本文将介绍数字高程模型的概念、应用以及构建方法。

一、数字高程模型的概念数字高程模型指的是一种描述地表形态及其相关信息的数学模型。

它用离散的数据点或像元来表示地面的高程信息。

数字高程模型能够精确表达地表的高低起伏，并且能够提供用于分析和测量的几何和地形属性，如高度、坡度和坡向等。

二、数字高程模型的应用数字高程模型在测绘技术中有着广泛的应用。

首先，它在地图制作中起到了至关重要的作用。

数字高程模型能够提供地形的三维信息，帮助测绘人员更加准确地绘制地图。

其次，数字高程模型也是土地规划和建设工程设计的重要工具。

通过数字高程模型，规划师和工程师能够深入了解地表形态特征，为城市规划和建设提供科学依据。

此外，数字高程模型在环境保护、水资源管理以及自然灾害预测和防治等领域也有着广泛的应用。

三、数字高程模型的构建方法数字高程模型的构建有多种方法，主要包括测量和遥感两种方式。

测量方式包括地面实地测量和空中摄影测量。

地面实地测量通常使用全站仪或GPS等测量仪器对地面进行测量，然后通过插值法将测量数据构建成数字高程模型。

空中摄影测量则是通过航空器从空中获取影像，再通过摄影测量技术提取地面高程信息，并通过数字影像处理软件构建数字高程模型。

遥感方式则是利用航天卫星或航空器搭载的遥感传感器获取地表影像数据，通过图像处理技术提取高程信息，并构建数字高程模型。

这种方式可以快速且经济地获取大范围的地表高程信息。

四、数字高程模型的分类根据数据的来源和表示方式，数字高程模型可以分为灰度 DEM、三角网 DEM 和等高线 DEM。

灰度 DEM 是最常见的一种数字高程模型，它使用灰度图像来表示地表的高程信息。

三角网 DEM 是通过将地表划分为多个三角网单元，利用分析网格单元内的高程数据构建数字高程模型。