【正文】 第三章 DEM數(shù)據(jù)獲取方法 內(nèi)容提綱 DEM數(shù)據(jù)源及特征 DEM數(shù)據(jù)源特征 （ 1）遙感圖像 遙感：源于航空攝影測(cè)量 ， 是一種利用地物反射或輻射電磁波的固有特性 ，通過觀測(cè)電磁波 ， 識(shí)別地物及其存在環(huán)境的技術(shù) 。 當(dāng)前的遙感技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一種 多平臺(tái) 、 多波段 、 多分辨率 和 全天候 的對(duì)地觀測(cè)技術(shù) ， 并正朝著 高空間分辨率 、 高光譜分辨率 和 高時(shí)間分辨率 的方向發(fā)展 。 高光譜分辨率：在紫外到中紅外波段范圍內(nèi) ， 劃分成許多非常窄且光譜連續(xù)的波段來進(jìn)行探測(cè)的遙感系統(tǒng) 。 國(guó)際遙感界的共識(shí)是光譜分辨率在 λ /10數(shù)量級(jí)范圍的稱為多光譜(Multispectral)， 這樣的遙感器在可見光和近紅外光譜區(qū)只有幾個(gè)波段 ，如美國(guó) LandsatMSS， TM， 法國(guó)的 SPOT等 。而光譜分辨率在 λ /100的遙感信息稱之為高光譜遙感 (HyPerspectral)。隨著遙感光譜分辨率的進(jìn)一步提高 ，在達(dá)到 λ /1000時(shí) ， 遙感即進(jìn)入超高光譜 (ultraspeetral)階段 (陳述彭等 ，1998)。 遙感數(shù)據(jù)的不確定性來源 ?數(shù)據(jù)固有的不確定性 ?數(shù)據(jù)獲取過程的不確定性 ?數(shù)據(jù)處理的不確定性 ?數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸中的不確定性 ?數(shù)據(jù)分類和信息提取中的不確定性 ? IKONOS(伊科諾斯 )衛(wèi)星于 1999年 9月 24日發(fā)射成功 ， 是世界上 第一顆提供高分辨率衛(wèi)星影像的商業(yè)遙感衛(wèi)星 。 IKONOS衛(wèi)星的成功發(fā)射不僅實(shí)現(xiàn)了提供高清晰度且分辨率達(dá) 1米的衛(wèi)星影像 ， 而且開拓了一個(gè)新的更快捷 、 更經(jīng)濟(jì)獲得最新基礎(chǔ)地理信息的途徑 ， 更創(chuàng)立了嶄新的商業(yè)化衛(wèi)星影像的標(biāo)準(zhǔn) 。 ? IKONOS是可采集 1米分辨率 全色 和 4米分辨率 多光譜 影像的商業(yè)衛(wèi)星 ， 同時(shí)全色和多光譜影像可融合成 1米分辨率的彩色影像 。 目前 ， IKONOS已采集超過 Km2涉及每個(gè)大洲的影像 ， 許多影像被廣泛用于國(guó)家防御， 軍隊(duì)制圖 ， ?？者\(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域 。 從 681千米高度的軌道上 ， IKONOS的重訪周期為 3天 ， 并且可從衛(wèi)星直接向全球 12個(gè)地面站地傳輸數(shù)據(jù) 。 ? 全色波段 （ Panchromatic band） ， 因?yàn)槭菃尾ǘ?， 在圖上顯示是灰度圖片 。 全色遙感影象一般空間分辨率高 ， 但無法顯示地物色彩 。 實(shí)際操作中 ， 我們經(jīng)常將之與波段影象融合處理 ， 得到既有全色影象的高分辨率 ， 又有多波段影象的彩色信息的影象 。 ? ASTER搭載在 Terra衛(wèi)星上的星載熱量散發(fā)和反輻射儀 ， 是于 1999年 12月 18日發(fā)射升空的 ， 由日本國(guó)際貿(mào)易和工業(yè)部制造 。 ASTER是唯一一部 高分辨解析地表圖像的傳感器 ， 其主要任務(wù)是通過 14個(gè)頻道獲取整個(gè)地表的高分辨解析圖像數(shù)據(jù)－ 黑白立體照片 。 在 4到 16天之內(nèi) ， 當(dāng) ASTER重新掃描到同一地區(qū) ， 它具有重復(fù)覆蓋地球表面變化區(qū)域的能力 。 ? 定義： 地形圖 （ topographic map） 指的是地表起伏形態(tài)和地物位置 、 形狀在水平面上的投影圖 。 具體來講 ， 將地面上的地物和地貌按 水平投影 的方法 ， 并按一定的比例尺縮繪到圖紙上 ， 這種圖稱為地形圖 。 ? 特點(diǎn)： ? （ 1） 具有統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)： 統(tǒng)一采用“ 1980年中國(guó)國(guó)家大地坐標(biāo)系 ” 和 “ 1985國(guó)家高程基準(zhǔn) ” 。以參考橢球中心為原點(diǎn) 、 起始子午面和赤道面為基準(zhǔn)面的地球坐標(biāo)系 。 ? （ 2） 具有完整的比例尺系列和分幅編號(hào)系統(tǒng)： 國(guó)家基本地形圖含 1： 5千 、 1： 1萬 、 1： 、 1： 5萬 、 1： 10萬 、1： 25萬 、 1： 50萬 、 1： 100萬 8種比例尺地形圖 。 國(guó)家基本地形圖 ， 按統(tǒng)一規(guī)定的經(jīng)差和緯差進(jìn)行分幅 ， 每幅圖的內(nèi)圖廓皆由經(jīng)線和緯線構(gòu)成 ， 并在國(guó)際百萬分之一地圖分幅編號(hào)的基礎(chǔ)上 ， 建立了各級(jí)比例尺地形圖的圖幅編號(hào)系統(tǒng) 。 （ 2）地形圖 我國(guó)地形圖比例尺系列及其特征 缺點(diǎn)： ? 1)地形圖現(xiàn)勢(shì)性較差 ：紙質(zhì)地形圖制作工藝復(fù)雜 ， 更新周期比較長(zhǎng) ， 一般不及時(shí)反映局部地形地貌的變化情況 。 這種情況在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的表現(xiàn)尤為明顯 ， 但對(duì)于地形地貌變化較小的地區(qū) ， 既有地形圖是 DEM物美價(jià)廉的數(shù)據(jù)源 。 ? 2)地形圖存儲(chǔ)介質(zhì)單一 ， 容易變形 ：傳統(tǒng)地形圖多為紙質(zhì)存儲(chǔ)介質(zhì) ， 存放環(huán)境 （ 溫度 、 濕度等 ） 導(dǎo)致地形圖圖幅產(chǎn)生不同程度的變形 ， 這種變形表現(xiàn)在不同方向上的長(zhǎng)度變形和圖幅面積上的變形 。 ? 3)地形圖精度有限 ：地形圖精度決定著地形圖對(duì)實(shí)際地形表達(dá)的可信度 ， 與地形圖比例尺 、 等高線密度 （ 由等高距表示 ） 、 成圖方法有關(guān) 。 不同比例尺的地形圖 ， 其所表示的幾何精度和內(nèi)容詳細(xì)程度有很大的差別 。 原理：用 GPS， 全站儀 、 經(jīng)緯儀在已知站點(diǎn)的測(cè)站上 ， 觀測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的 方向 、 距離和高差 三個(gè)參數(shù) ， 進(jìn)而計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo) 。 在經(jīng)過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換獲得高程 。 （ 3）地面測(cè)量數(shù)據(jù) 優(yōu)點(diǎn)： 可獲取較高精度的高程數(shù)據(jù) 不足： 工作量大、周期長(zhǎng)、更新困難，費(fèi)用高。 ?我國(guó)到目前為止 ， 已經(jīng)建成了覆蓋全國(guó)范圍的 1:100萬 、1:25萬 、 1:5萬數(shù)字高程模型 ， 以及 七大江河重點(diǎn)防洪區(qū) 的 1:1萬 DEM， 省級(jí) 1:1萬數(shù)字高程模型的建庫工作也已全面展開 。 ?對(duì)已存在的各種分辨率的 DEM數(shù)據(jù) ， 應(yīng)用時(shí)要考慮自身的研究目的以及 DEM分辨率 、 存儲(chǔ)格式 、 數(shù)據(jù)精度和可信度等因素 。 （ 4） 既有 DEM數(shù)據(jù) ? 七大江河：海河、遼河、黃河、淮河、松花江、長(zhǎng)江、珠江 DEM數(shù)據(jù)采樣理論基礎(chǔ) DEM實(shí)際地形表面的再現(xiàn) 可信程度 原始地形采樣點(diǎn)的分布和密度 DEM數(shù)據(jù)采樣要求：深入了解地形表面結(jié)構(gòu)特征和地形復(fù)雜程度 ， 正確選擇地形特征點(diǎn)和線 ， 合理分布采樣點(diǎn) 。 采樣的理論背景 理論上：點(diǎn) — 0維，無大小，地表全部幾何信息包含無數(shù)個(gè)點(diǎn)，不可能獲取地表全部信息。 實(shí)踐上：不需要 DEM表達(dá)全部信息，測(cè)量表達(dá)相應(yīng)地表所需要的數(shù)據(jù)點(diǎn)，達(dá)到地形表面精度和可信度即可。 DEM采樣的實(shí)質(zhì)是如何用有限的地面高程點(diǎn)來表達(dá)完整的地形表面。 基于不同觀點(diǎn)的采樣 （ 1）