利用点扩散函数进行DEM尺度转换

利用点扩散函数的图像模糊特性,提出了一种利用点扩散函数进行数字高程模型(digital elevationmodel,DEM)尺度转换的方法,即以不同尺度的点扩散函数作为模板,通过其与原始DEM的卷积实现不同分辨率DEM的尺度上推。设计了DEM尺度转换的评价指标,该指标包括高程统计特征、空间自相关特性及地形结构特征等。以陕北和晋中两种不同地形的1∶1万5 m格网分辨率DEM为研究数据,对此方法进行了分析验证,并与常用的最邻近、双线性以及立方卷积等方法进行了对比。     

运用DEM剖析土地利用空间数据转换的尺度效应

通过对不同土地利用类型进行尺度转换,定量分析了不同高程地区土地利用类型的精度损失趋势,同时结合景观格局指数,探讨了高程影响下数据转换中的尺度效应。研究表明,土地利用类型和高程之间存在尺度依赖性;依据原始矢量数据计算的土地利用景观格局指数,可以在一定程度上揭示精度损失变化特征的规律和成因。     

基于填挖方分析的DEM精度评价模型

针对DEM高程中误差评价指标的不足,提出了一种基于填挖方分析的DEM精度评价模型以及计算方法,将DEM填挖方误差E_c定义为待评价DEM与参考DEM在同一区域的三维体积差异和与该区域面积之商。探究了DEM填挖方误差和DEM分辨率R以及地形平均坡度S之间的关系,得到DEM填挖方误差的定量估算模型为E_c=0.004 8·R·S。实验表明,模型估算精度达95.85%以上。该模型为在不同地形条件下,确定满足限差要求的DEM分辨率提供了依据。     

基于Global Mapper的DEM坐标系统转换

数字高程模型(DEM)作为重要的测绘成果基础数据,在道路规划、城市建设等国民经济以及国防领域有着重要的作用,但是,由于DEM生产过程中,所用的坐标系不尽相同,在DEM实际使用中存在诸多不便。本文首先简要介绍常用坐标系及坐标系转换的概念,然后通过利用Global Mapper软件实现DEM数据坐标系转换,并对转换结果进行精度统计分析,为DEM在实际使用中坐标系转换提供借鉴。     

不同DEM数据对卫星遥感影像纠正精度的影响

从生产的实际工作出发，利用SPOT卫星影像为影像资料源，对卫星遥感影像的纠正方法进行对比试验，研究不同DEM数据对卫星遥感影像纠正精度的影响并对实际工作提供建议。     

GIS中DEM产品精度的分析和评价

从视觉上和统计上，对3个目前国内主流的GIS软件的DEM产品作了精度分析，给出了其DEM的精度评价结果，对实际生产有一定的参考价值，有助于对软件的DEM产品质量形成一定的认识。     

定量遥感升尺度转换方法研究进展

尺度效应是地理科学中普遍存在的现象,制约着遥感等空间科学的发展。发展合理的尺度转换方法以促进遥感技术的全面应用迫在眉睫。本文分别从面—面升尺度转换、点—面升尺度转换两个角度对目前定量遥感领域存在的升尺度转换方法进行综述。其中,面—面升尺度转换方法按照转换原理可分为先反演后聚合、先聚合后反演两种;点—面升尺度转换方法依据定权策略可分为简单平均法、经验回归法、地统计方法、贝叶斯方法等。不同的升尺度转换方法具有各自的特点和优势,本文分别从模型构架、基本原理、特点、局限性和适用条件等方面对现有升尺度转换方法进行分析和讨论,并从离散型与连续型、统计型与物理型、普适型与针对型以及先验知识有和无4个方面总结了现有研究中存在的不足,剖析了升尺度转换研究中存在的问题与挑战,并预测了可能的发展方向。     

规则格网DEM自动综合方法的评价

介绍了规则格网DEM自动综合方法的评价策略,应用4种常用自动综合方法对同一区域1∶5万DEM进行了综合处理,生成了1∶25万DEM数据。从高程值分布、派生坡度情况以及反生等高线叠置比较这3个方面对综合结果进行了评价,并分析了各综合方法影响结果精度的主要原因。实验表明,结构化综合方法具有较高的精度。     

DEM坡度、坡向的有效尺度范围

采用曲面矢量合成方法,通过比较点位上的坡度、坡向的矢量值与以点为中心、一定范围地形曲面上的矢量值,进行了DEM坡度、坡向的有效尺度范围研究。结果表明,格网中心点上计算得到的坡度、坡向所代表的范围是DEM分辨率的1.7~2.7倍。这种规律在不同的地貌样区是普遍存在的,且不受DEM分辨率的影响。     

根据分形理论与五指标评价体系构建NDVI连续空间尺度转换模型

针对目前基于统计或物理模型方法的升尺度转换研究中存在的不足,以归一化差分植被指数NDVI为研究对象,基于分形理论提出一种连续空间升尺度转换模型CSSM(Continuous Spatial Scaling Model)构建方法。所构建的模型尺度适用范围更广,且具有一定的物理意义。针对已有研究尚未解决的模型构建的最合理尺度层级确定问题,结合原有的统计学四指标评价体系(r、p、rlo、rup),融入了真实性检验应用效能评价指标(Max_of_abs(Error)),建立了一个基于五指标评价体系的模型构建最合理尺度层级确定方法。以北海市沙田半岛Landsat ETM+影像为实验影像,设定r≥0.8,p0.05,rlo≥r≤rup及Max_of_abs(Error)≤0.05为评价体系的边界条件,从追求模型尺度适用范围更大的角度考虑,确定出该影像模型构建的最合理尺度层级Level=267,则该模型最高可对30 m×267即8 km分辨率遥感影像进行NDVI验证。通过动态调整此评价体系的边界条件,实现了最合理尺度层级取值的敏感性分析。这些工作使得基于分形理论的NDVI's CSSM构建研究更为系统。     

ArcGIS支持下的海岸带DEM构建与精度评估分析

以福建九龙江口海岸带DEM数据构建为实例,介绍了基于ArcGIS软件综合陆域、海域以及海陆交界处干出滩数据,构建海岸带DEM并进行精度评估的方法。精度评估结果显示所构建的数字高程模型是满足国家DEM构建相关标准精度要求,从而为GIS在海岸带资源信息化综合管理中应用提供了技术支撑。     

机载LiDAR点云数据自动生成DEM的方法与精度评价

设计了一种点云数据快速处理自动生成DEM的算法,介绍了滤波结果的评价方法以及通过标准DEM评价内插的DEM整体精度的方法;并选用河北承德地区的机载激光LiDAR点云数据进行了实验。结果表明,数据处理结果具有较高的精度,为激光点云数据自动生成DEM提供了一种有效的技术途径。     

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PhotoMap的高精度1:2000 DEM制作方法

DEM是以数字形式按一定结构表示实际地形特征的一种空间数据模型.本文介绍了一种基于PhotoMap的1:2000 DEM制作方法,开展生产试验并对试验结果进行分析,结果表明该方法生成的DEM精度优于传统方法.     

DEM内插算法与精度评定研究

本文分析了DEM数据产品的误差源、内插算法的误差模型,简要介绍了目前DEM数据产品精度评定的指标与方法途径.通过介绍DEM引出了数字高程模型内插方法,比较了各种DEM内插方法,并且分析了模型精度.     

用回放等高线评估DEM精度的研究

DEM回放等高线并与原始等高线进行对比分析是一种客观准确、形象直观的DEM精度评估方法.在分析已有DEM精度评估指标的基础上,提出用回放等高线水平偏移度和重要地性线回放偏移误差两个指标来评估DEM精度.基于1:5万DEM数据,详细描述了基于回放等高线的DEM精度评估方法的实现过程和步骤.包括原始等高线与回放等高线的几何匹配和各精度评估指标的计算.这一成果为DEM精度评估提供了借鉴方法,对于进一步完善DEM精度评估体系具有重要的理论指导意义和实际应用价值.     

用回放等高线评估DEM精度的研究

DEM回放等高线并与原始等高线进行对比分析是一种客观准确、形象直观的DEM精度评估方法。在分析已有DEM精度评估指标的基础上,提出用回放等高线水平偏移度和重要地性线回放偏移误差两个指标来评估DEM精度。基于1:5万DEM数据,详细描述了基于回放等高线的DEM精度评估方法的实现过程和步骤,包括原始等高线与回放等高线的几何匹配和各精度评估指标的计算。这一成果为DEM精度评估提供了借鉴方法,对于进一步完善DEM精度评估体系具有重要的理论指导意义和实际应用价值。     

Approximation Theory Applied to DEM Vertical Accuracy Assessment

Existing research on DEM vertical accuracy assessment uses mainly statistical methods, in particular variance and RMSE which are both based on the error propagation theory in statistics. This article demonstrates that error propagation theory is not applicable because the critical assumption behind it cannot be satisfied. In fact, the non‐random, non‐normal, and non‐stationary nature of DEM error makes it very challenging to apply statistical methods. This article presents approximation theory as a new methodology and illustrates its application to DEMs created by linear interpolation using contour lines as the source data. Applying approximation theory, a DEM's accuracy is determined by the largest error of any point (not samples) in the entire study area. The error at a point is bounded by max(|δ_node|+M₂h²/8) where |δ_node| is the error in the source data used to interpolate the point, M₂ is the maximum norm of the second‐order derivative which can be interpreted as curvature, and h is the length of the line on which linear interpolation is conducted. The article explains how to compute each term and illustrates how this new methodology based on approximation theory effectively facilitates DEM accuracy assessment and quality control.     

利用DEM提取山顶点精度研究

山顶点是重要的地形特征点之一,针对现有的基于DEM的山顶点提取算法存在的缺陷,本文首先依据山顶点的地表形态特征,建立了基于最大起伏度阈值的山顶点提取模型;然后,以黄土丘陵1:5万不同格网属性DEM为基础,分析了DEM格网属性对山顶点提取精度的影响特征;最后,基于1:100万DEM提取了中国内陆山顶点数量及分布情况。研究结果表明:① 基于最大起伏度阈值的山顶点提取模型提取的山顶点符合实际地形意义,具有很好的应用价值。② 对于已知综合尺度的地形,存在最佳DEM格网分辨率阈值,当实际DEM格网分辨率不低于该阈值时,提取的山顶点具有很好精度,否则提取的山顶点数量及空间位置均存在不确定性偏差;③ 在我国的1:100万DEM中,中国内陆满足海拔高度500 m以上、相对起伏大于200 m的山顶点共有40 038个。