利用正射影像检查InSAR DEM

合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)是一种提取地表高程信息的新兴技术,已经成为获取数字高程模型DEM的重要手段之一。在地形复杂区域受相位噪声和解缠精度等因素的影响,所获取DEM的精度不能满足要求。本文提出了一种基于正射影像和共线方程的InSAR DEM检测方法,并进行了试验研究,证明该方法确实能够对InSAR DEM的质量进行有效检测。     

SRTM无效数据填充方法在数字河网提取中的应用

为验证最新全球免费高分辨率航天飞机雷达地形测量任务(SRTM)数字高程模型(DEM)数据在水文学中的应用效果,以湖北省清江流域为例,利用SRTM数据进行了流域数字河网提取,通过与数字化地形图DEM提取的数字河网比较,指出SRTM数据中普遍存在的无数据区域是其进行水文分析的最大障碍,常用的SRTM无数据区域填充方法会使河道高程出现较大误差,导致提取的数字河网出现偏差.为解决上述问题,提出了在实际数字化河网限制下的SRTM数据无数据区域填充方法,计算结果表明,利用该方法处理后的SRTM数据更符合实际情况,提取的数字河网也与实际情况相符.     

基于无人机影像的泥石流流域精细化地形建模方法

针对高原山区地形复杂、精细化地形建模效率低等问题,引入无人机低空遥感技术,通过分析无人机摄影测量基本原理,建立了一套适用于高原山区泥石流流域精细化地形建模的方法与技术体系,包括高分辨率影像获取、影像质量控制、影像增强与掩膜处理、空中三角测量、高精度数字高程模型(DEM)和数字正射影像(DOM)的构建等。应用该方法对云南省小江流域蒋家沟泥石流流域进行地形建模与验证分析,结果表明,获取的0.14 m空间分辨率无人机影像,经过数字摄影测量处理,可以生成0.547 m精度的DOM,0.684 m精度的点云数据以及数字三维模型,可为泥石流灾害的定量评估与风险防控提供精细化地形数据支持和技术保障。     

基于SRTM3的山区遥感影像地形校正研究

山区遥感影像的地形效应尤为明显,是利用遥感影像进行精确定量分析及应用的主要障碍。为提高地表参数遥感定量化精度,研究在SRTM3数字高程模型的支持下,利用Lambertian模型、归一化模型、C校正方法对山区TM影像进行地形校正实验。通过比较分析影像的校正效果及对地形变量与影像校正前后的辐射亮度值进行相关性分析,对利用开源SRTM3地形数据对山区遥感影像进行地形校正的可行性进行研究。实验表明除小部分区域由于SRTM数字高程模型本身的误差使得影像存在误校正外,利用SRTM3数字高程模型进行地形校正效果明显。     

基于ASTER立体像对提取广州地区数字高程模型

ASTER(高级星载热辐射反射辐射计)的第三波段具有15m分辨率的朝向星下点和朝向后方传感器,其同轨拍摄立体像对的能力及基高比值(B/H=0.6)大,有利于生成DEM(数字高程模型).采用区域匹配方法自动提取30m绝对与相对DEM并就其精度检验的方法进行探讨;采用LIB级别的广州地区ASTER影像进行试验,进而校验评估其生产精度,其绝对精度为33.69m,与ASTER DEM科学团队所公布的±7m～±50m相符;最后,提出影响所生成DEM精度的因素和提高生成DEM精度的方法,可对后期数据深挖掘和空间分析提供参考.     

机载干涉合成孔径雷达地形测绘方法及精度分析

介绍了机载干涉合成孔径雷达地形测绘的工艺流程和方法,分析了机载干涉合成孔径雷达测制的1:10000数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)、数字线划图(DLG)数字测绘成果的平面和高程精度。讨论了影响数字高程模型(DEM)高程精度的因素,统计分析了机载In-SAR困难地区的平面和高程精度。统计结果表明,采用自主研发的机载干涉合成孔径雷达系统测制的数字高程模型、数字正射影像图、数字线划图,满足1:10000国家规范的精度要求;由于机载InSAR系统不受天气影响,有效地弥补了航空摄影测量受制于天气的不足,因此具有即时飞行、成图周期短的优势。     

复杂条带状沟谷地形点云抽稀与内插算法对数字高程模型构建的精度影响

针对点云数据构建数字高程模型(DEM)的精度受点云抽稀和内插算法等因素影响的问题,设计不同点云抽稀方法和不同内插算法对DEM构建精度影响的两组试验,寻求适用于复杂条带状泥石流沟谷地形构建DEM的组合方法 .利用空间抽稀、体素分割抽稀、随机抽稀3种方法以96%的抽稀率对原始点云数据进行抽稀,得到的抽稀结果再分别应用自然邻点插值法、反距离权重法(IDW)、克里金法、样条函数法4种内插算法进行内插,共构建出12种组合生成DEM的方法,对每种组合方法构建的DEM进行高程和坡度精度评价分析.结果表明,针对泥石流沟谷地形空间抽稀条件下利用IDW进行DEM内插的结果最为可靠,拟合优越度为0.999 540,平均误差为0.746 2 m,中误差为1.262 9 m.     

基于ASTER数据和空间误差分析的SRTM无效区域填充

提出了利用ASTER数据，通过分析两种数据高程差异的空间分布特点，从而进行SRTM无效区域填充的方法．该方法首先对ASTER数据进行预处理，然后计算两种DEM数据的高程差异。并利用ASTER数据的地形因子。通过协同克里金方法对高程差异进行空间插值，得到SRTM无效区域内两种数据的高程差异，并在此基础上对ASTER数据进行变换，从而对SRTM无效区域进行填充．计算结果表明该方法可以提高填充结果的精度。是一种有效的SRTM无效区域填充方法．     

外部参考DEM对IPTA地面沉降监测结果的影响分析

随着DEM获取途径的多样化,地形相位分量初始化精度对地面沉降信息提取的影响程度和原因需要深入探讨.本文以广东珠三角洲广州与佛山交界区域为实验区,借助两种常用外部DEM(SRTM、ASTER GDEM),利用相干点目标法(IPTA)进行地面沉降提取试验,探索哪一种更适合作为InSAR外部参考的DEM.试验中分别从两种DEM与干涉图的配准精度、DEM自身精度、沉降结果的统计量以及解缠相位、PS点质量分析等方面进行误差分析.研究结果表明,在IPTA实验中,SRTM比ASTER GDEM具有更好的应用效果,更适合做外部参考DEM.     

基于遥感影像的DEM地形信息增强表达研究——以梯田DEM构建为例

将遥感影像信息应用于梯田DEM构建是实现DEM地形信息增强表达的有效方式.通过RTK测量方法获取梯田实验样区实测点高程数据,构建了0.5 m分辨率Hc-DEM作为对“真实地表面”的模拟.根据1∶10000国家基本比例尺地形图精度标准,基于Hc-DEM提取等高距5 m等高线并插值生成5 m分辨率DEM,以该数据作为基础数据分别使用快速构建方法与基于田面边界的梯田DEM构建方法进行梯田DEM构建,实现梯田信息在DEM数据上的信息强化表达.对比分析上述4种DEM数据的高程频率特征,并以Hc-DEM数据作为参照求取高程中误差,结果表明从遥感影像上获取相关梯田信息进而辅助梯田DEM表达具有可行性,基于田面边界的梯田DEM构建方法对梯田地形强化效果相对较优,该研究将为构建其他有遥感信息加入的地形信息增强DEM提供一定参考.     

汉江流域SRTM DEM的水系提取及验证方法

针对数字高程模型提取水系问题,以汉江流域为研究区域,利用SRTM DEM作为数据源,运用GIS软件水文分析模块提取研究区域的水系信息,并将其与利用TM影像提取的水系信息进行比较.结果表明:利用SRTM DEM提取的水系信息与实际自然水系信息基本一致,但某些局部区域提取的水系和验证数据存在一定偏差.     

数字高程模型的建立与分析应用

为了用数字高程模型实现区域地形表面的数字化表达,通过对比分析的方法,研究了不规则格网(TIN)和规则格网生成的几种算法,对几种算法进行了比较,同时对数字高程模型的应用进行了分析,结果表明,逐点内插法十分灵活,内插效率较高,精度较高,计算方法简单又不需很大的计算机内存,因此逐点内插法是目前DEM生产中常用的内插方法;随着算法的不断改进和完善,DEM生成效率和精度的提高,其应用前景将十分广阔.     

星载高分辨聚束模式SAR数据干涉处理

数字高程模型（DEM）在很多地形应用,如三维地形图绘制、区域建设、环境保护和灾害预防方面起着越来越重要的作用。长期以来DEM的获取依赖于人工或光学方法进行测量,但这受到测绘区域、测绘时间和天气状况等诸多因素的制约。合成孔径雷达（SAR）的出现极大地帮助解决了上述的制约问题。通过合成孔径雷达会获取SAR图像进行干涉测量可以较为方便地得到待测场景的高程信息,特别是聚束SAR模式（spotlight SAR mode）解决了传统条带模式下低分辨率的问题。然而,通过传统的干涉处理方法处理聚束SAR会带来方位向残余条纹和大量的相位无解区域影响DEM生成。针对传统的SAR干涉处理方法无法解决高分辨聚束模式下的DEM反演问题,就此提出了一种新的基于多普勒中心频率估计进行配准和联合相位解缠的星载高分辨聚束模式SAR数据干涉处理方法,通过新的处理方法对TerraSAR-X高分辨聚束模式的数据进行处理,详细阐述了从数据配准到地理编码的各个处理环节,并将处理结果与传统处理方法的结果进行比较,显示出了较好的DEM反演结果。     

不受DEM空间分辨率影响的地形指数计算

为了减小数字高程模型(DEM)分辨率对地形指数计算的影响,开发了一种不受DEM空间分辨率影响的地形指数计算方法.选取汉江上游褒河流域作为研究区域,通过引入分辨率因子考虑DEM空间分辨率对单宽上坡集水面积的影响,应用分形方法处理DEM空间尺度对地形坡度的影响,将该算法应用到褒河流域DEM数据的计算中.结果表明:此法可以成功地由低分辨率的DEM数据获得与目标高分辨率精度相仿的地形指数分布,能在一定程度上消除DEM空间分辨率对地形指数计算的影响,因而对无资料地区的水文预报有着十分重要的现实意义.     

基于SRTM DEM数据的清水江流域地表水文模拟

为了检验航天飞机雷达地形测绘使命(SRTM)生产的数字高程数据在地表水文模拟分析中的应用效果,以贵州省内清水江流域为例,利用ArcHydroTools以CGIAR.CSI SRTM 90m数据和国家基础地理信息系统1:400万数字水系图为数据源,进行了流域地表水文模拟.分析结果表明:以CGIAR-CSI SRTM 90 m数据为基础提取的数字河网的空间分布与实际情况十分接近,提取的数字流域界线与水文部门基本相符,说明CGIAR-CSI SRTM90 m数据在数字地形分析的诸多领域,特别是地表水文模拟分析方面必将有着十分广泛的应用前景.     

利用不同数字高程模型的水系提取对比分析

水系提取是研究流域水文的基础,基于单流向算法(D8),选取SRTM DEM与ASTER GDEM两种高程数据提取水系,试验得出SRTM的汇流累积量阈值为10 000(栅格),GDEM的汇流累积量阈值设定为90 000(栅格).分别用两种DEM合适阈值提取的水系结果对比分析,并利用实际河网和遥感影像进行验证,结果表明:利用SRTM DEM提取大范围水系的精度和效率较高.相对于平坦地区,地形起伏大的地区精度更高.可用于指导水系提取时数据源的选取.     

不同地貌类型区DEM空间内插算法精度评价

数字高程模型(DEM)是数字地貌形态表达最为常用的基础数据,在工程建设规划设计、地貌定量分析、流域水文和土壤侵蚀模拟分析、土地利用、数字地质、遥感图像辅助分类等方面具有重要的用途.通过数字化等高线空间内插生成DEM是当前的主要技术手段之一,不同的空间内插算法和不同的地貌区域应用对DEM生成的质量和精度有重要的影响.本文选择了丘陵、山地和高山地3种地貌类型区,利用国际上流行的DEM专业化插值ANUDEM方法及另外5种典型常用的空间插值方法生成DEM,然后通过任意点法、等高线回放法及三维可视化叠加分析方法对生成的DEM进行了精度对比分析.结果表明,3种地貌区ANUDEM算法生成的DEM精度最高,IDW算法其次,THIESSEN算法、Kriging算法和自然邻域法精度相似,样条函数法精度最低.同一种空间插值方法,在地形起伏越大的地区,生成的DEM精度越低.     

DEM对典型喀斯特山区地形及流域特征的尺度效应分析

通过对数字高程模型(DEM)数据进行最近邻方法重采样,获取不同空间尺度DEM数据.针对不同空间尺度DEM,研究地形因子和流域信息提取与DEM的尺度效应,并进行相关性分析.结果表明:1)随DEM空间尺度的增大,高程信息、坡度和地面粗糙度等地形因子的平均值呈下降趋势,河网总长度与河网密度值随DEM空间尺度的增大而减小,大尺度DEM无法较好地表达喀斯特山区细小河流信息;2)经相关性分析发现,坡度、地面粗糙度与DEM分辨率相关性较强,用幂函数拟合相关性为显著相关;3)借鉴信息熵理论方法分析可知,研究区地形和流域信息提取的DEM最佳分辨率范围区间为30~120 m.     

多种DEM内插方法实验及精度分析研究

数字高程模型DEM是利用遥感信息经过数字摄测量处理得到的经典产品之一,它是地理信息数据库的核心数据系统.目前,世界发达国均建立了各自的数字高程模型,其广泛地应用于测绘、环境、资源和军事等多种领域,并且发挥着及其重要的作用.由于地形表面的复杂性和多变性,该文给出了多种DEM生成方法,通过实验分析各种内插方法在取不同权值时的内插精度,地面数据点的数量和分布对内插精度的影响,并且分析高斯贝尔曲线的最小二乘法对地表模拟精度的因素.最后综合分析了各种DEM生成方法相应的适用范围.     

基于不同地形资料的地形复杂区气象场模拟

为研究WRF模式最新默认地形资料对模式模拟气象场性能的影响,基于GMTED2010数据和高精度地形资料SRTM数据分别对南疆和天山山脉地区进行WRF模拟,并将模拟效果进行对比.结果表明:①2种数据在地形插值后的高程特征基本一致,除2 m气压在复杂地形区存在较明显差异外,2种数据对于2 m气温、2 m相对湿度、2 m露点温度和10 m风速的模式模拟效果相似;②2种地形资料对于高空气象场的模拟同样表现出非常接近的结果.由此可知,2种数据的精度差异对模式模拟结果的影响较小,GMTED2010数据对WRF模式模拟的可靠性较高,无需利用SRTM数据进行更新替换.气压对地形高度的敏感性较大且其模拟值与观测值存在一定程度的偏差说明复杂区域的地形插值误差是影响模拟精度的重要因素.