基于卫星影像和RPC原理的DEM生成研究

卫星影像成为摄影测量的重要数据源,ASTER卫星立体影像分辨率适中,价格低廉,适合应用于大型工程前期工作。目前,其立体成像和DEM研究较少。本文阐述了ASTER立体影像的构像原理、RPC计算的参数设置,生成DEM的方法和精度分析。     

基于TanDEM-X和ERS数据的InSAR提取DEM的实验研究

以天山地区为研究区域,利用干涉合成孔径雷达干涉测量技术(In SAR)分别对Tan DEM-X和ERS获取的数据进行干涉处理生成数字高程模型(DEM),结合SRTM DEM和我国1∶5万数字高程模型标准,对所获取的DEM的精度进行比较和分析.结果显示,由于实验区域地形复杂、高程变化剧烈且植被茂密,2组数据生成的DEM与SRTM DEM之间的整体差值偏大,标准差分别为11.55 m和16.74 m,但Tan DEM-X数据获取的DEM精度更高.结果表明,在地形复杂区域Tan DEM-X数据能够监测到C波段数据所不能监测到的细节,其生成DEM的结果较ERS数据具有明显优势.     

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.     

基于高分7号卫星立体像对的DEM提取及其精度评定

测绘卫星立体像对提取DEM效率高、提取速度快,在无控制点的情况下,利用立体像对提取DEM的方法提取DEM成本低、精度高。高分7号(GF-7)卫星是我国首颗民用亚米级高分辨率的立体测绘卫星,实现我国民用1∶10 000比例尺高精度卫星立体测图。主要目的是利用ENVI软件对高分7号卫星立体像提取DEM,并在有无控制点的情况下对提取的DEM进行精度评定。以福建省龙岩市测区为实验区,论述了基于立体像对提取DEM的基本原理,介绍了采用ENVI软件对高分7号立体像对的相对定向、绝对定向、核线影像生成、提取DEM等一般步骤,基于RPC模型即无控制点和1个地面控制点、5个地面控制点生产的DEM。比较在有无控制点及控制点个数不同的情况下提取DEM的效果,并采用检查点法对不同情况下提取的DEM进行高程精度评定。结果显示,无控制点情况下提取的高程精度为14.6 m,增加控制点的个数可以提升DEM的精度。在1个控制点情况下提取的高程精度达到2.4 m。在有控制点的情况下,DEM高程精度可达到山地地区1∶10 000的精度要求。     

回归与内插法处理ASTER GDEM数据异常值的研究

为了解决ASTER GDEM数据中普遍存在的数据空洞及异常问题,在利用坡度分析与密度分割等方法,提取ASTERGDEM数据中存在的空洞及异常值后,借助SRTM DEM数据,利用回归与内插法对空洞及异常区域的高程进行模拟修复。并通过三维建模和实例应用评估其模拟质量。研究结果表明:回归与内插法误差较小、精度较高,所得DEM三维模型良好,能有效提高ASTER GDEM数据的完整性和可用性。     

应用30 m ASTER GDEM数据估算贵州县域地表河网密度的适应性

数字高程模型(DEM)是快速获取河网密度的常用数据源。分析DEM用于估算特定区域河网密度的适应性,是拓展DEM应用范围的重要基础工作。应用Arc GIS的水文分析工具,以空间分辨率为30 m的ASTER GDEM为数据源,估算贵州省各县域单元不同集水面积阈值下的河网密度。结果发现:运用30 m ASTER GDEM数据估算贵州县域地表河网密度时,若全省范围只使用同一个集水面积阈值,估算出的县域地表河网密度与实测值偏差较大,纳西效率系数(NSE)为负值,表明适应性较差。在未来研究中,有必要根据贵州地貌分区、岩层分组和水文气象条件对集水面积阈值分别设定,从而提高30 m ASTER GDEM估算贵州县域地表河网密度的适应性。     

耦合布料模拟滤波与径向神经网络DEM自动生成研究

DEM插值指利用已知的采样点数据重构整个区域的三维结构.其中DEM插值方法的选取是当前DEM快速生成的研究热点之一.选取具有代表性的地貌数据进行实验.首先,利用布料模拟滤波将SfM与SGM技术生成的密集点云过滤出地面点;其次,利用简单克里金插值算法、自然邻域插值算法、不规则三角网、径向神经网络4种方法重构DEM;最后,将平均绝对误差及均方根误差作为本文的精度评价指标.试验表明,耦合布料模拟滤波算法和径向神经网络的方法相比于传统方法,其平均绝对误差及均方根误差分别提高了0.11 m和0.28 m,适用于低空摄影测量DEM快速生成.     

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.     

不同空间尺度DEM坡度转换图谱分析

从地理学的宏观与实际需求的角度出发,选择代表黄土高原典型地貌类型(黄土丘陵沟壑区、破碎塬区、梁峁区)的3个样区作为试验区．试验以1：10000高精度地形图的5m空间分辨率DEM(数字高程模型)所提取的地面坡度为准值,运用GIS、数理统计和比较分析等方法,研究基于1：50000地形图的25m空间分辨率DEM所提取地面坡度的误差特征与纠正方法．文中应用地学信息图谱的理论和方法．经过反复实验、分析,找到一个精度较理想的,可适用于黄土高原不同地貌类型的坡度转换图谱．同时．利用它实现对基于1：50000地形图的25m空间分辨率DEM提取地面坡度统计值的误差纠正,为其应用精度提供参考标准和依据．此外,它也可以为各类DEM的适用性、应用精度的科学估算．以及有关标准的制定,提供科学依据。     

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.