數(shù)字高程模型第三講：dem數(shù)據(jù)獲取方法(編輯修改稿)
2025-06-19 23:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 10米。 ?掃描與矢量化：黑色或彩色掃描，掃描參數(shù)根據(jù)圖件信息量、線劃密度、質(zhì)量等因素調(diào)節(jié)，一般分辨率不小于 300dpi。掃描后進行矢量化。 ?數(shù)據(jù)分層：主要用于 DEM的層有地形信息層、水系層、推測區(qū)域、輔助高程層、公里網(wǎng)層等。 1）攝影測量的基本原理：利用在不同地方獲取的具有一定重疊度的同一景物的兩張影像，在室內(nèi)建立立體模型，對其進行三維量測。 2）攝影測量的信息獲取方式 ?航空 /航天攝影測量：飛行器上搭載攝影測量設(shè)備（傳感器），垂直攝影方式獲得數(shù)據(jù)。 ?地面攝影測量：采用傾斜攝影或交向攝影方式獲取數(shù)據(jù)。 3）攝影測量數(shù)據(jù)采集重要注意的問題 斷裂線：一些地形特征線、陡坎，人工或自然建筑，如梯田、河流、沖溝、池塘等在地面產(chǎn)生了轉(zhuǎn)折或突變。 在采集過程中斷裂線要給予不同的明確編碼。 ?單斷裂線：山脊線、山谷線、坡腳線等。 ?雙斷裂線：陡坎、陡坡，兩條斷裂線表示上、下緣，成對出現(xiàn)。 對于小范圍的 DEM其主要服務(wù)于工程設(shè)計，對精度要求較高，采用野外測量（地形圖數(shù)字化精度不一定夠，航測成本高）。 儀器：全站儀測量、平板測量、 GPS測量、車載 GPS測量等。 ?合成孔徑雷達干涉測量 InSAR ?機載激光雷達（機載激光掃描） LIDAR 主動遙感測量，周期短，精度高，高程精度可達到 10cm，空間分辨率達到 1米。 通過對獲取的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進行濾波、分類等（剔除不需要數(shù)據(jù)），進行建模，即可得到DEM數(shù)據(jù)。 目的和需求、 DEM精度、所需設(shè)備條件、擁有的經(jīng)費等。 方法 速度 適用范圍 高程數(shù)據(jù)精度 采集成本 地形圖 手扶跟蹤 慢 小 低 低 掃描矢量化 較快 小 較低 最低 攝影測量 航空航天攝影 快 最大 普通遙感精度低 機載激光掃描和干涉雷達精度高 機載激光掃描和干涉雷達最高 地面攝影 快 較大 高 高 野外測量 最慢 最小 最高 高 DEM數(shù)據(jù)采集質(zhì)量控制 ?DEM是采樣數(shù)據(jù)的最終表現(xiàn)形式和產(chǎn)品，從原始數(shù)據(jù)到 DEM，要經(jīng)過一系列的數(shù)據(jù)處理，在這一過程中原始數(shù)據(jù)中的誤差會被傳播和放大。 ?DEM用戶應(yīng)把重點放在數(shù)據(jù)來源和輸入質(zhì)量控制上，而不是學(xué)習(xí)復(fù)雜的內(nèi)插方法。 影響 DEM 精度的因素還包括 DEM 內(nèi)插方法、有無顧及特征線、 DEM 分辨率大小等 ，但是， 減少數(shù)據(jù)采集時的誤差是保證DEM精度的根本 。 粗差（疏失誤差）：在測量過程中，由于測量儀器工作失常，或觀測者疲勞、大意等因素造成的誤差，如讀取數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)發(fā)生的錯誤等。這種誤差屬于測量壞值，一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)及時剔除。 由于 DEM強調(diào)高程數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、對地形表達的真實性，因此 DEM原始數(shù)據(jù)粗差探查要從單個獨立數(shù)據(jù)、局部地形和整體區(qū)域三方面綜合考慮。 基礎(chǔ)：基于地形具有的自相關(guān)性，即地形表面變化符合一定的自然趨勢，表現(xiàn)為連續(xù)空間的漸變模型，可用光滑曲面來描述。 趨勢面表達了地形的宏觀變化趨勢，當(dāng)某一采樣點的觀測值和趨勢面計算值相差較大時，該點可能含有粗差 — 偏離了整體變化趨勢。 應(yīng)用趨勢面進行粗差探測注意的問題： ?趨勢面函數(shù)的確定：理論上任何復(fù)雜的趨勢面都可用高階多項式去逼近，但高階多項式本身不穩(wěn)定，其系數(shù)的物理意義也不清楚，將導(dǎo)致不符合實際地形起伏的趨勢； ?閾值的確定：預(yù)測值和計算值相差多大時，被懷疑為粗差點。一般取中誤差的三倍為極限值（可能遺漏或過多地選擇粗差點） (中誤差 : 有限的幾次觀測的偶然誤差求得的標(biāo)準(zhǔn)差 )。 趨勢面分析技術(shù)的特點 ： 將問題簡單化、局部化，能找出部分可疑數(shù)據(jù)點，但不能確定該點是否為真正的粗差，需要用其他方法進一步分析。 對含有粗差的原始數(shù)據(jù)建立三維表面模型（一般為 TIN），在三維可視化環(huán)境下通過人機交互的方式有效地檢測粗差點。 這種方法需要高效可靠的構(gòu)網(wǎng)技術(shù)、快速的交互響應(yīng)效率以及建立對異常值敏感的可視化圖形。 常用圖形：線框透視圖和暈渲圖 測技術(shù) 坡度是地表的固有屬性，在局部連續(xù)空間的漸變模型上，其變化是連續(xù)的，因此， 可采用采樣點與周圍點的坡度變化是否一致來檢測采樣點是否含有粗差。 本方法適用于規(guī)則分布的采樣點的粗差探測。 原理與步驟： 1）相鄰兩個區(qū)域坡度差計算：在 3*3的局部窗口內(nèi)，計算在水平方向和垂直方向上相鄰兩點之間的坡度（ 12個），然后計算兩個格網(wǎng)之間的坡度差（ 6個）。 2）通過相鄰兩個網(wǎng)格之間的坡度差確定衡量坡度是否變化一致的閾值。 對當(dāng)前窗口坡度差進行統(tǒng)計分析，統(tǒng)計
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