张春再[1]2004年在《土地整理项目中空间数据的精度分析》文中进行了进一步梳理土地整理定量化研究中空间数据的精度是倍受关注的问题。在利用3S技术对土地整理量化描述的过程中存在一些急需解决的难题：(1)大多地区没有大比例尺的地形图，如何采用高分辨率卫星影像进行校正；(2)原始数据和内插方法是影响DEM精度的主要因素，但空间数据往往没有真值，如何获取真值，分析由原始数据和内插方法对DEM计算土方量的精度的影响；(3)利用地形图矢量化生成DEM模型进行土方量的计算时，如何应用先进的技术进一步提高土地整理中土方量计算的精度。由于误差是空间数据的一个固有属性，它不能完全被消除，只能不断加以改进以提高空间数据的精度，因此，探讨几何校正、不同的插值方法、原始数据及不同来源的误差对数据精度的影响具有重要意义。 本文对以上的问题采取以下的措施进行解决：以大比例尺的(1∶500和1∶2000)地形图校正的高分辨率遥感卫星影像为基准，分析平面精度达亚米级的GPS测量控制点校正的高分辨率遥感影像的校正精度。构建了可模仿凸凹不平地形表面的实体模型，该模型能够表征山脊、山尖、山涧、丘陵等地形特征；根据体积差减法测量实体模型的体积作为数据精度分析的体积“真值”，该值为13260cm~3，作为采用DEM进行体积计算的基准值；利用精度为0.08cm的叁维数字化仪采集间距为1cm的离散数据点，对离散数据点用GIS软件进行内插处理生成DEM模型，通过DEM计算出模型的体积，探讨不同内插方法(IDW、Spline、Natural Neighbor和Kriging)和数据格网间距变化对体积计算精度的影响。用高程精度达厘米级RTK到实地测量检测点，对用地形图扫描矢量化生成的DEM进行检测，根据检测点的实测高程和内插高程的差值建立误差DEM，计算误差体积，进一步提高土方量计算的精度。 结果表明：利用平面精度达亚米级的GPS测量控制点坐标对1米分辨率的遥感卫星影像进行几何校正，能够满足其几何校正的精度要求，可以解决缺乏大比例尺地形图地区的高分辨率遥感卫星影像的几何校正问题；通过对模型数据的分析，数据密度是影响体积精度的主要因素，利用检测点高程和特征点可以提高土方量计算的精度，使土方量计算的精度达到90％以上，数据密度越稀疏，精度提高越显着；采用高程精度达厘米级的RTK(Real Time Kinematic实时动态差分)测量检测点的高程，对用地形图扫描矢量化形成的DEM模型进行检测求出误差体积，可以大大提高土方量的计算精度。
舒田[2]2008年在《典型喀斯特山区DEM构建及叁维可视化研究》文中研究说明随着地理信息系统技术和计算机图形学的飞速发展,叁维可视化成为当前国内外研究的热点。数字高程模型是地理信息系统的重要组成部分,是进行叁维地形显示和分析的基础数据。本文分析和总结了构建DEM的方法和内插算法,选择毕节典型喀斯特破碎山区为例,利用对原始地形图扫描和矢量化并添加地形特征线,包括地形单点(裂点)、断裂线、边界线和构造线等生成较高精度的不规则叁角网(Triangulated Irregular Network, TIN ),然后内插生成格网DEM。为验证DEM的精度,从研究区DEM中提取100个高程样点,与原始地形图中的对应位置的高程点进行比较,经过计算中误差和平均误差得到DEM的精度符合标准。数字地形分析是指以数字地面模型为核心的关于地形数据的获取、表示以及在此基础上的地形分析等诸方面研究的集成框架,其研究内容主要包括基本地形因子的计算和地形特征提取。本文针对研究区的基本地形因子计算并进行相关分析,对叁维模型的可视化和空间分析的研究具有十分重要的现实意义。本文在吸取了计算机图形学、计算机科学、地理信息系统等众多领域大量先进理论成果的基础上,系统的论述了基于OpenGL的地形可视化实现的相关理论、技术和算法。基于上述理论及研究成果,以windows XP系统和Visual C++ 6.0为平台,基于数字高程模型和遥感图像数据源,利用基本OpenGL函数编程技术开发了毕节示范区地形可视化实时显示、漫游平台,能进行预处理,实现光照、纹理映射等不同模式的叁维地形可视化,具有实时动态浏览、叁维坐标查询、网格数据及叁维图形输出等功能。
王新[3]2001年在《基于地形图的DEM的构建及其精度分析》文中研究表明随着计算机及GIS技术的发展，数字高程模型（DEM）及其建立在地学领域的应用受到普遍的关注。凡涉及到与地理叁维定位的分析与应用中的问题，都要利用数字高程模型数据作为基本的分析数据。数字高程模型不但作为一种基础数据，更作为一种思想方法，在地学等领域发挥着越来越重要的作用。 本文在基于规范化的国家基础地理信息生产工艺的基础上，探讨更为高效的DEM的建立方法。并以黄土丘陵沟壑区为例，采用比较分析与数理统计分析等分析方法，探讨所产生DEM的精度与误差特征。论文还对不规则叁角网（TIN）与栅格状（Grid）DEM相互转换的精度与误差特征进行了深入地分析研究。 论文提出了合适的建立DEM的空间尺度指标，所得出的结论对于指导实际生产实践与深化研究都具有重要的指导意义。
申家双[4]2011年在《海岸带等水位线信息提取与垂直基准转换技术研究》文中研究说明海岸带等水位线信息提取和垂直基准转换是制约海陆协同测图的技术“瓶颈”,也是海岸带地形测绘中必须解决的重要技术难点之一。本文着眼海岸带地形测绘应用需求,为解决目前海岸线测量劳动强度大、工作效率低等现实问题,利用航空航天遥感的高效、灵活等技术优势,结合海岸带特点,研究精确、高效获取海岸带陆部地理信息、建立海图和地形图垂直基准转换模型的理论与方法。论文的主要贡献和创新点如下:1.分析了海图与地形图之间的主要差异及产生原因,提出了消除其差异的主要技术途径,包括统一图种、空间参考框架、制图标准、数据结构与格式等。2.建立了地形图、海图以及海岸带地形图之间垂直方向实用的工程化基准转换模型,分别构建了中国近海5′×5′高精度潮汐调和常数模型、5′×5′理论最低潮面模型以及2′×2′海面地形模型。3.将海岸带高程/深度基准转换模型应用于海岸带示范区测绘工程,完成了由深度基准向“1985国家高程基准”转换的精度估算,研究表明,一般海部要素转换精度优于35 cm,灯塔等特殊要素转换精度优于5cm。4.深入分析了GAC(测地主动轮廓)模型和边缘检测算子在遥感图像分割中的优缺点,提出了一种融合canny算子和GAC模型的遥感影像水边线提取方法。实验结果表明,该方法提取遥感影像水边线可靠性高,特别适用于弱边缘水边线或水边线严重凹陷边界的提取,具有很好的平滑性和高精度。5.将水边线等高约束条件应用于海岸带立体像对的绝对定向和区域网平差中,提出了水边线等高条件控制下遥感影像外部定向和区域网平差方法;利用精密潮汐模型计算摄影瞬间水边线的高程结果,提出了潮汐数据辅助下的遥感影像外部定向和区域网平差方法。应用上述方法较好地解决了海岸带缺少控制点的海部、岛礁、滩涂及边远地区定向精度差的难题,提高了测图精度。6.研究了海陆地形信息的融合拼接方法,提出了基于潮汐模型的等水位线信息提取方法,并通过对舟山地区某岛屿航空影像和水深数据进行的实际应用试验,验证了本算法的可行性。
李少梅[5]2004年在《数字地貌晕渲理论与技术的研究》文中进行了进一步梳理数字地貌晕渲的完美实现是数字制图技术发展到一定阶段需要尽快解决的课题。本文围绕计算机环境下数字地貌晕渲实现的理论与技术展开了深入的探讨，建立起数字地貌晕渲的相关理论和方法，对其技术过程进行了全面系统的研究，对地貌晕渲自动实现的智能化方法进行了探讨，在此基础上研制了数字地貌晕渲的软件系统，并进行了大量的实际应用。主要工作如下： 1．建立了数字地貌晕渲相关理论。在总结传统地貌晕渲方法的基础上阐述了数字地貌晕渲的相关理论，对数字地貌晕渲给出明确的定义，提出其实现思想及系统框架；对数字地貌晕渲实现的关键技术进行了具体分析；探讨新的技术条件下制图人员应该完成的技术和观念转变。指出应对以往手工制图条件下所形成的地貌晕渲效果的评判标准进行适当的改变，顾及和客观认识计算机制图的特点，充分看到数字地貌晕渲技术的优越性。 2．对数字地貌晕渲实现的数据支撑进行了系统研究。建立了地貌表示方法结构层面的理论；探讨数字地貌晕渲对数字地面模型提出的要求；针对地貌晕渲图的制作，提出基于地形结构特征的地貌模型构建方法是得到高质量数字地貌晕渲图的必要方法；提出基于小波理论的DEM数据综合化简及不同质量DEM数据融合的处理方法。 3．系统阐述数字地貌晕渲的实现方法与技术步骤。设计数字地貌晕渲图生成时的光照模型，总结不同制图区域光源的调整与使用方法；实现对数字地貌晕渲图进行数学基础控制及图像变换计算的方法；建立彩色地貌晕渲色彩设计的基本方法。实现对计算机环境下几种色彩模式的使用及相互转换机制，给出色彩设计的具体实例。 4．提出使用算法模拟手工晕渲中部分专家经验来获得更佳晕渲效果的途径，设计使用人机交互工具对数字地貌晕渲图进行完善和优化的方法；提出实现晕渲图制作智能化的关键是将专家知识和专家经验转化为计算机能够自动处理的知识，基于此，研究自动地貌晕渲的知识表示，提出基于规则和基于模型的地貌晕渲知识表示方法，以及知识表示系统的框架。 5．根据生产实践，对运用数字地貌晕渲技术完成的几个具体实例做详细的介绍与分析，为类似晕渲图制作提供完整的思路与方法。
智长贵[6]2005年在《基于航片的正射影像林相图制作及森林测量研究》文中研究说明利用航空像片(以后简称航片)进行林业制图和森林测量是森林资源调查的主要任务。本文根据自检校光束法区域网平差原理,利用ERDAS的OrthoBhSE模块对2003年东北林业大学帽儿山试验林场拍摄的176张航片,共13条航带进行了空叁加密,并对其进行了数字微分纠正,最后生成了帽儿山林场比例尺为1∶25000影像林相图和传统的林相图以及各个施业区比例尺为1∶10000影像林相图和传统的林相图,影像图点位中误差仅为2.953m,达到了相当高的精度。这也是我国林业部门第一次通过数字微分纠正生成的正射影像林相图和林相图。正射纠正消除或大大降低了因摄影机倾斜和地形起伏两种因素引起的影像位移,消除或大大降低了航片各种误差的影响,主要包括:摄影机物镜畸变、摄影感光材料变形、大气折光和地球曲率对像点坐标的影响。最后,本文以尖砬沟施业区为例,利用制作的正射影像林相图以及光束法空中叁角测量得到的航片外方位元素和数字表面模型,进行了森林测量研究,包括面积、郁闭度、林分平均高和单个立木树高测量。在此过程中,本文主要完成了以下工作: 第一、采用GPS的RTK测量技术,按照近似密周布点方案,在野外共测得帽儿山像控点91个(全部为Fixed状态),全部为平高点,加上购买的4个控制点共95个像控点,像控点最大误差为dm级。 第二、对四幅1∶50000比例尺的地形图采用600dpi分辨率进行扫描,采用3次多项式进行纠正,配准精度分别为:第一幅地形图的控制点X坐标误差均方根为0.0036 pixel,Y误差均方根为0.0014 pixel,总误差均方根为0.0038 pixel;第二幅地形图的控制点X误差均方根为0.0042pixel,Y误差均方根为0.0020pixel,总误差均方根为0.0047pixel;第叁幅地形图的控制点X误差均方根为0.0043pixel,Y误差均方根为0.0022 pixel,总误差均方根为0.0048 pixel;第四幅地形图的控制点X误差均方根为0.0026 pixel,Y误差均方根为0.0007 pixel,总误差均方根为0.0027 pixel。最后,对拼接后的四幅地形图进行精度检验,结果显示:六个检查点中,X坐标误差(ΔX)最大值为1.741m,最小值为0.037m,平均值为1.119m;Y坐标误差(ΔY)最大值为1.501m,最小值为0.516m,平均值为1.006m。单个检查点的坐标误差均方根(T_i)中最大值为2.026m,最小为0.517m,所有检查点坐标总误差均方根(T)为1.749m。 第叁、采用叁角形线性插值及叁角形非线性插值方法,分别生成了分辨率为5m的DEM,并采用检查点法和等高线回放抽样法对DEM进行了精度检验,其中回放等高线方法中,首次提出了“重合度”检验法。检查点法共选择49个控制点进行检验,结果显示:线性插值总误差均方根为4.1m,非线性插值总误差均方根为3.8m,非线性插值精度偏高。回放等高线法,共选择18个公里网格的等高线与原等高线进行比较,结果显示:线性插值其重合度为96%,非线性插值重合度为96.5%。非线性插值总体回放精度较高。 第四、首次提出了利用绝对与相对位置求航片外方位元素初始值的方法,解决了应用自检校光束法进行区域网平差所需要的外方位元素初始值问题。 第五、运用自检校光束法区域网平差理论,对各航片的外方位元素进了解算,对原来
王俊启[7]2013年在《基于1:1万地形图的数字流域划分研究》文中研究指明河网水系及流域边界是进行流域相关研究的重要基础数据,通常是在已有的地形图件上手工勾绘确定,工作量大,也带有一定的人为主观性。随着地理信息系统技术的发展,由数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)自动提取水系及流域特征成为方便而迅速的一种方法。本文以浙江省安吉县为例,利用1：10000地形图数据生成DEM,并以ArcHydro软件为平台,对自动提取流域水系及小流域边界技术进行了研究,主要内容及结果如下：1、基于地形图的数字高程模型的建立利用1：1万地形图中高程点和等高线,采用逐点内插构建TIN(Triangulated Irregular Network,不规则叁角网),根据研究需要,分别生成了10m、20m、30m、40m、60m和90m格网的DEM,并对各DEM的相关地形特征进行统计分析。通过对不同格网DEM坡度面积分析发现,随着DEM分辨率的降低,地形特征概括作用趋于明显,陡缓坡度地区的分辨能力不断地减小,中等坡度地区面积增加,影响水系和流域边界的提取。2、基于DEM的数字水系提取在提取水系过程中,提取的水系能否与流域实际水系情况相吻合,取决于DEM能否反映流域地形的实际情况及集水面积阈值的大小。以10m分辨率DEM为基础,分析了不同集水面积阈值对水系提取的影响,并对不同分辨率DEM所提取的水系进行了比较和验证。结果发现,集水面积为0.332km2时,所提取的河网与实际河网最为匹配。3、基于DEM的数字流域边界提取在水系提取的基础上,对各DEM所提取的流域边界精度进行了验证和分析,发现流域边界提取精度与DEM分辨率密切相关,其中10m和20m格网DEM误差较小,平均误差小于3%,符合小流域划分成果质量检查要求；30m以上分辨率的DEM误差超过3%；山区流域边界与实际流域界线基本吻合,平坦地区和流域出口的流域边界需要人工修正。考虑到计算机运行速度以及安吉县境内流域实际情况,提取流域边界时,阈值设为3km2较为合理。本研究针对基于DEM提取数字河网水系和流域边界进行了探索,初步确定了安吉县流域划分的最佳集水区面积阈值,并分析了DEM空间分辨率对流域划分结果的影响,相关结果对指导当地的流域划分具有重作用,也对类似地区的流域划分工作具有参考价值。
赵杰[8]2004年在《数字地形模拟—地形数据获取与数字地形分析研究》文中认为人类生活在地球表层之上并与地形处处存在着联系，鉴于地形信息在地质、地形、水文、自然灾害监测、自然资源调查等诸多领域的重要性，人们从很早以前就开始研究地形信息的获取、表示、管理与分析技术，同时，这些问题也一直是测绘制图等相关学科领域的重要研究内容。数字地形模拟是指以数字地面模型为核心的关于地形数据的获取、管理、表示以及在此基础上的地形分析等诸方面研究的集成框架，其研究内容主要包括：地形数据获取、建模方法、精度分析模型、数据生产的流程组织和质量控制、数据组织和高程内插方法、地形信息的多维表示、数字地形分析等。关于数字地面模拟的理论和实践的研究在不同的时期侧重也有所不同，但是因为地形数据获取和数字地形分析分别决定了地形信息的可得性和可用性，所以一直是数字地形模拟的重点研究方向。 本论文围绕着数字地形模拟的相关理论方法和关键技术问题进行了讨论，其中重点研究了基于航空遥感影像的地形数据获取和基于DEM的数字地形分析问题。在对国内外这方面工作进行总结分析的基础上，针对数字摄影测量立体像对影像匹配的可靠性问题，首次提出了基于良好匹配点叁角形约束下影像匹配传播方法；为了解决以往基于邻域操作的地形结构线提取算法效率低下、结果准确性差和处理数据规模限制等问题，提出了适用于大规模规则格网DEM数据的基于矢量、栅格操作相结合的地形结构线快速提取算法。主要工作如下： 1) 从数字地形模拟的角度对地形数据获取和数字地形分析进行了研究，从摄影测量与遥感的角度出发讨论了各种地形数据获取方法，其中重点分析基于航空影像的可靠匹配方法；对基于DEM的数字地形分析问题进行研究，其中对基于规则格网DEM的地形结构线的提取问题进行了重点研究。 2) 提出了一种基于核线影像对和良好匹配点叁角形局部连续性约束和顺序约束下的影像匹配方法，该方法利用已知良好匹配点在Delaunay TIN的约束下进行纹理自适应的匹配传播，同时利用新的匹配点对Delaunay TIN进行动态细化使得局部几何约束区域的大小自动适应影像纹理特征的变化，从而得到更加可靠的影像匹配结果。同时保特征的匹配结果也为后续的人工目标叁维重建提供了良好的基础。 3) 提出了一种基于规则格网DEM的地形结构线提取算法，将矢量操作与栅格操作结合起来对DEM中的洼地进行填平处理，采用邻域格网分组扫描方法确定平地水流方向，基于河网Strahler分级对提取出来的河网进行修正，以往算法相比在提取效率和结果准确性等方面都有了明显的改进， 4) 研究了海量DEM数据的管理问题及其数据索引和调度机制，在此基础上对适用于大规模规则格网DEM的地形特征线提取算法进行了研究，采用基于数据分页的数据动态调度方法，解决了以往基于文件管理方式对于处理数据规模限制的问题，同时避免了因为DEM分块处理所导致的分析结果的不一致和不相容的问题。
雷海峰[9]2012年在《基于DEM的地形信息提取及运用》文中研究表明GIS始于二十世纪六十年代，是集合空间数据采集、贮存、管理与分析为一体的空间信息系统。DEM是GIS地理数据集合中最为重要的空间信息资料，是GIS用以进行叁维空间地形分析的核心数据。本文以渝北地区为实验区，以1:50000地形图为数据源，建立研究区DEM，并与研究区土地利用、植被覆盖等数据进行迭加，剖析了地形信息在景观空间格局、河网分析和地形起伏度研究等领域中的应用。DEM作为国家地理信息数据库的主要数据之一，现在各种比例尺的DEM已经广泛的生产，1:10000的DEM正在建设中。在生成DEM的过程中，DEM的质量精度评定相当重要，精度的大小直接影响DEM分析成果的运用。文中讲述了多种内插的方法用于提高DEM的精度，结合山区的实际情况和内插函数的特点，本文采用了双叁次多项式内插法生成DEM。评定精度时采用国家规定了28点检查法。在生产上，DEM的分辨率对生成的坡度栅格图有一定的影响，为了能更好的反应实际地形坡度的起伏情况，需要选择最佳的DEM分辨率。本文通过统计，对比分析了坡度中误差和DEM分辨率的关系，结合研究区的情况，选择25m格网的分辨率作为研究区生成DEM的最佳分辨率。河网水系的提取也受到DEM精度的影响，文中比较了25×25m和100×100m分辨率的DEM对生成河网密度的差异，并对提取河网密度时阈值的选取对比分析。结合研究区的DEM、土地利用情况和景观格局指数，分析了各种景观空间格局在研究区的分布情况。运用ArcGIS软件对研究区的DEM和遥感影像迭加生成3维飞行图便于全面浏览研究区的地形地貌。
宋世磊[10]2010年在《数字地形图的构建及其在道路设计中的应用研究》文中提出随着我国经济的迅速发展,交通量与日俱增,公路的运输能力正面临着严峻考验,传统的公路勘测设计方法不再适合当前的公路建设,如何能够既确保公路的建设质量,又可以保证公路的建设速度,成为当前关注的焦点。伴随数字化时代的到来,出现了一种新的设计理念,利用数字地形图进行公路勘测设计成为一个新的研究课题,对于推动公路建设事业具有重大意义。本文以兴安至阳朔二级公路为工程实例,首先阐述了数字地形图地形数据的获取,着重论述了利用R2V矢量化软件对纸质地形图进行数字矢量化获取地形数据的方法,以此作为构建数字地形图的基础数据；其次,对数字地形图的构建方法做了详细分析与研究,阐述了Delaunay不规则叁角网(DT)的构建方法,利用Hint数模软件进行建模；然后,探讨了数字地形图的内插方法,介绍了线性内插与二次曲面拟合内插的内插原理,针对高程内插精度不足的问题,提出了基于线性内插的平面插值修正方法,并在此基础上设计了DEM平面插值修正程序,将该程序应用于实际工程,高程插值精度明显提高；最后,以实际工程为例,论述了数字地形图在道路设计中的应用。以VB为设计平台的DEM平面插值修正程序,将“二面角”影响因素加入其中,完善了内插高程修正方法,并以兴安至阳朔二级公路为例,验证了该方法的可行性,同时也证明了该程序具有操作简单、修正效果明显、计算速度快、结果准确等优点,具有很好的实用性；通过实例应用和理论分析,该程序对叁角形内部待插点修正效果明显,而对叁角形边上的待插点无修正效果,说明该程序适用于修正纵断面地面高程,不适用于修正横断面地面高程；通过数字地形图在实际道路工程中的应用,基于纸质地形图数字矢量化建立的数字地形图比较适合于道路工程的可行性研究和初步设计阶段,从侧面也反映了数字地形图具有巨大的应用价值,是今后工作研究的重点。
参考文献：
[1]. 土地整理项目中空间数据的精度分析[D]. 张春再. 中国农业大学. 2004
[2]. 典型喀斯特山区DEM构建及叁维可视化研究[D]. 舒田. 贵州师范大学. 2008
[3]. 基于地形图的DEM的构建及其精度分析[D]. 王新. 解放军信息工程大学. 2001
[4]. 海岸带等水位线信息提取与垂直基准转换技术研究[D]. 申家双. 解放军信息工程大学. 2011
[5]. 数字地貌晕渲理论与技术的研究[D]. 李少梅. 解放军信息工程大学. 2004
[6]. 基于航片的正射影像林相图制作及森林测量研究[D]. 智长贵. 东北林业大学. 2005
[7]. 基于1:1万地形图的数字流域划分研究[D]. 王俊启. 浙江大学. 2013
[8]. 数字地形模拟—地形数据获取与数字地形分析研究[D]. 赵杰. 武汉大学. 2004
[9]. 基于DEM的地形信息提取及运用[D]. 雷海峰. 成都理工大学. 2012
[10]. 数字地形图的构建及其在道路设计中的应用研究[D]. 宋世磊. 东北林业大学. 2010
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