数字高程模型第三讲：DEM数据获取方法学习教案.pptx

《数字高程模型第三讲：DEM数据获取方法学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字高程模型第三讲：DEM数据获取方法学习教案.pptx（67页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、数字高程数字高程(gochng)模型第三讲：模型第三讲：DEM数据数据获取方法获取方法第一页，共67页。应用影像数据作为应用影像数据作为DEMDEM数据源时要注意以下几个数据源时要注意以下几个(j)(j)特点：特点：遥感影像的几何畸变；遥感影像的几何畸变；遥感数据的增强处理，用于扩大不同地物影像的遥感数据的增强处理，用于扩大不同地物影像的灰度差；灰度差；遥感影像数据的空间分辨率；遥感影像数据的空间分辨率；遥感影像数据的解译和判读；遥感影像数据的解译和判读；第1页/共67页第二页，共67页。2.2.地形图：地形图是地貌形态的传统表述方法，是各种尺度地形图：地形图是地貌形态的传统表述方法，是各种尺

2、度地形图：地形图是地貌形态的传统表述方法，是各种尺度地形图：地形图是地貌形态的传统表述方法，是各种尺度DEMDEM建建建建立的主要数据源。立的主要数据源。立的主要数据源。立的主要数据源。应用地形图作为应用地形图作为应用地形图作为应用地形图作为DEMDEM数据源时要注意以下几个特点：数据源时要注意以下几个特点：数据源时要注意以下几个特点：数据源时要注意以下几个特点：地形图的现势地形图的现势地形图的现势地形图的现势(xinsh)(xinsh)性：纸质地形图制作工艺复杂，更新周期比性：纸质地形图制作工艺复杂，更新周期比性：纸质地形图制作工艺复杂，更新周期比性：纸质地形图制作工艺复杂，更新周期比较长，

3、经济发达地区比落后（或山区）更明显；较长，经济发达地区比落后（或山区）更明显；较长，经济发达地区比落后（或山区）更明显；较长，经济发达地区比落后（或山区）更明显；地形图存储介质：传统地形图多为纸质存储介质，受环境影响易变地形图存储介质：传统地形图多为纸质存储介质，受环境影响易变地形图存储介质：传统地形图多为纸质存储介质，受环境影响易变地形图存储介质：传统地形图多为纸质存储介质，受环境影响易变形；形；形；形；地形图精度：地形图精度决定着地形图对实际地形表达的可信度，地形图精度：地形图精度决定着地形图对实际地形表达的可信度，地形图精度：地形图精度决定着地形图对实际地形表达的可信度，地形图精度：地形

4、图精度决定着地形图对实际地形表达的可信度，与地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示）、成图方法有与地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示）、成图方法有与地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示）、成图方法有与地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示）、成图方法有关。不同比例尺的地形图，其所表示的几何精度和内容详细程关。不同比例尺的地形图，其所表示的几何精度和内容详细程关。不同比例尺的地形图，其所表示的几何精度和内容详细程关。不同比例尺的地形图，其所表示的几何精度和内容详细程度有很大的差别。地形图比例尺越小，对地形的综合程度就越度有很大的差别。地形图比例尺越小，对地形的综合程度就越度有很大的差别。地

5、形图比例尺越小，对地形的综合程度就越度有很大的差别。地形图比例尺越小，对地形的综合程度就越大，所表示的地形就越概括和近似，反之亦然。大，所表示的地形就越概括和近似，反之亦然。大，所表示的地形就越概括和近似，反之亦然。大，所表示的地形就越概括和近似，反之亦然。第2页/共67页第三页，共67页。我国地形图比例尺系列我国地形图比例尺系列(xli)(xli)特征特征类型比例尺等高距m综合特性成图方式大比例尺1：50001综合程度很低，较真实地反映地形地貌实地测量1：50001航测成图1：1万2.51：2.5万51：5万101：10万20中比例尺1：25万50 一定程度综合，近似反映地形地貌编绘成图1：

6、50万100小比例尺1：100万较高的综合程度，仅反映地形的大致特征编绘成图第3页/共67页第四页，共67页。3.3.地面测量数据地面测量数据地面测量数据地面测量数据GpsGps、全站仪、经纬仪等与计算机在野外观测获取地面点数据，处理变换后建成数字高程、全站仪、经纬仪等与计算机在野外观测获取地面点数据，处理变换后建成数字高程、全站仪、经纬仪等与计算机在野外观测获取地面点数据，处理变换后建成数字高程、全站仪、经纬仪等与计算机在野外观测获取地面点数据，处理变换后建成数字高程模型。一般用于大比例尺的地形测图和地形建模。如公路铁路勘测设计、房屋建筑、模型。一般用于大比例尺的地形测图和地形建模。如公路铁

7、路勘测设计、房屋建筑、模型。一般用于大比例尺的地形测图和地形建模。如公路铁路勘测设计、房屋建筑、模型。一般用于大比例尺的地形测图和地形建模。如公路铁路勘测设计、房屋建筑、场地平整场地平整场地平整场地平整(pngzhng)(pngzhng)、矿山、水利等对高程精度要求较高的工程项目。、矿山、水利等对高程精度要求较高的工程项目。、矿山、水利等对高程精度要求较高的工程项目。、矿山、水利等对高程精度要求较高的工程项目。虽然地面测量方式的精度非常高，但其工作量大，周期长、更新十分困难，费用较高，一虽然地面测量方式的精度非常高，但其工作量大，周期长、更新十分困难，费用较高，一虽然地面测量方式的精度非常高，

8、但其工作量大，周期长、更新十分困难，费用较高，一虽然地面测量方式的精度非常高，但其工作量大，周期长、更新十分困难，费用较高，一般不适合大规模的数据采集。般不适合大规模的数据采集。般不适合大规模的数据采集。般不适合大规模的数据采集。可采用地面摄影测量在地面摄取立体像对，通过近景摄影测量方法获得小区域的可采用地面摄影测量在地面摄取立体像对，通过近景摄影测量方法获得小区域的可采用地面摄影测量在地面摄取立体像对，通过近景摄影测量方法获得小区域的可采用地面摄影测量在地面摄取立体像对，通过近景摄影测量方法获得小区域的DEMDEM。第4页/共67页第五页，共67页。4.4.其他数据源其他数据源其他数据源其他

9、数据源用气压用气压用气压用气压(qy)(qy)测高法、航空测高法、重力测量等方法，测高法、航空测高法、重力测量等方法，测高法、航空测高法、重力测量等方法，测高法、航空测高法、重力测量等方法，可得到地面系数分布的高程数据。可得到地面系数分布的高程数据。可得到地面系数分布的高程数据。可得到地面系数分布的高程数据。依此建立的依此建立的依此建立的依此建立的DEMDEM主要用于大范围且高程精度要求较主要用于大范围且高程精度要求较主要用于大范围且高程精度要求较主要用于大范围且高程精度要求较低的研究。低的研究。低的研究。低的研究。第5页/共67页第六页，共67页。5.5.既有既有既有既有DEMDEM数据数据

10、数据数据我国到目前为止，已经建成了覆盖全国范围的我国到目前为止，已经建成了覆盖全国范围的我国到目前为止，已经建成了覆盖全国范围的我国到目前为止，已经建成了覆盖全国范围的1:1001:100万、万、万、万、1:251:25万、万、万、万、1:51:5万数字高程模型，以及七大江河重点防万数字高程模型，以及七大江河重点防万数字高程模型，以及七大江河重点防万数字高程模型，以及七大江河重点防洪区的洪区的洪区的洪区的1:11:1万万万万DEMDEM，省级，省级，省级，省级1:11:1万数字高程模型的建库万数字高程模型的建库万数字高程模型的建库万数字高程模型的建库工作也已全面展开。工作也已全面展开。工作也已

11、全面展开。工作也已全面展开。对已存在的各种分辨率的对已存在的各种分辨率的对已存在的各种分辨率的对已存在的各种分辨率的DEMDEM数据，应用时要考虑自数据，应用时要考虑自数据，应用时要考虑自数据，应用时要考虑自身的研究目的以及身的研究目的以及身的研究目的以及身的研究目的以及DEMDEM分辨率、存储格式、数据精分辨率、存储格式、数据精分辨率、存储格式、数据精分辨率、存储格式、数据精度度度度(jnd)(jnd)和可信度等因素。和可信度等因素。和可信度等因素。和可信度等因素。第6页/共67页第七页，共67页。3.2DEM数据采样数据采样(ciyn)理理论基础论基础DEM实际地形(dxng)表面的再现可

12、信程度(chngd)原始地形采样点的分布和密度DEM数据采样要求：深入了解地形表面结构特征和地形复杂程度，正确选择地形特征点和线，合理分布采样点。第7页/共67页第八页，共67页。3.2.13.2.1采样的理论背景采样的理论背景理论上：点理论上：点00维，无大小维，无大小地表全部几何信息包含无数个点地表全部几何信息包含无数个点不可能获取不可能获取地表全部信息地表全部信息实践实践(shjin)(shjin)上：不需要上：不需要DEMDEM表达全部信息表达全部信息测量表达相应地表所需要的数测量表达相应地表所需要的数据点据点达到地形表面精度和可信度即可。达到地形表面精度和可信度即可。如何用有限的地面

13、高程点来表达完整的地形表面：采样理论如何用有限的地面高程点来表达完整的地形表面：采样理论由采样数据获由采样数据获得的格网点信息仅仅能表述那些波长大于得的格网点信息仅仅能表述那些波长大于2 2倍采样间隔的信息。倍采样间隔的信息。第8页/共67页第九页，共67页。3.2.23.2.2基于不同观点的采样基于不同观点的采样1.1.统计学观点：统计学观点：DEMDEM表面可以看作是点的特定集合（采样空间）有随机采样和系表面可以看作是点的特定集合（采样空间）有随机采样和系统采样两种方法。因此，对特定集合的研究可以转化为对采样数据的研究。统采样两种方法。因此，对特定集合的研究可以转化为对采样数据的研究。随机

14、采样：对各采样点以一定概率进行选择，各点被选中的概率各不相同（若概随机采样：对各采样点以一定概率进行选择，各点被选中的概率各不相同（若概率相同则为简单随机采样）。率相同则为简单随机采样）。系统采样：也称规则采样，以预先设定的方式系统采样：也称规则采样，以预先设定的方式(fngsh)(fngsh)确定采样点，各采样点被确定采样点，各采样点被选取得概率为选取得概率为100%100%。第9页/共67页第十页，共67页。2.2.几何学观点：几何学观点：DEMDEM表面通过不同的几何结构来表面通过不同的几何结构来表示，这些结构按其自身的性质可分为规则和表示，这些结构按其自身的性质可分为规则和不规则两种形

15、式。不规则两种形式。规则结构据其在空间表现可分为：规则结构据其在空间表现可分为：一维结构：对应的采样方法为剖面法或等高线法。一维结构：对应的采样方法为剖面法或等高线法。二维结构：通常二维结构：通常(tngchng)(tngchng)为正方形或矩形、等为正方形或矩形、等边三角形、六边形或其他规则几何图形。边三角形、六边形或其他规则几何图形。不规则结构：不规则三角形或多边形。不规则结构：不规则三角形或多边形。第10页/共67页第十一页，共67页。.基于特征基于特征基于特征基于特征(tzhng)(tzhng)的采样观点（地形曲面的几何特征的采样观点（地形曲面的几何特征的采样观点（地形曲面的几何特征的

16、采样观点（地形曲面的几何特征(tzhng)(tzhng)）形态各异的地形表面通过具有特征形态各异的地形表面通过具有特征形态各异的地形表面通过具有特征形态各异的地形表面通过具有特征(tzhng)(tzhng)意义的点和线划分为一系列单意义的点和线划分为一系列单意义的点和线划分为一系列单意义的点和线划分为一系列单一的地貌形态。点和线具有不同的地形信息：一的地貌形态。点和线具有不同的地形信息：一的地貌形态。点和线具有不同的地形信息：一的地貌形态。点和线具有不同的地形信息：特征特征特征特征(tzhng)(tzhng)要素：地形特征要素：地形特征要素：地形特征要素：地形特征(tzhng)(tzhng)点

17、和特征点和特征点和特征点和特征(tzhng)(tzhng)线线线线特征特征特征特征(tzhng)(tzhng)点：山顶、洼地、鞍部、山脚点、山脊点、山谷点等点：山顶、洼地、鞍部、山脚点、山脊点、山谷点等点：山顶、洼地、鞍部、山脚点、山脊点、山谷点等点：山顶、洼地、鞍部、山脚点、山脊点、山谷点等-不不不不仅能表示出自己的高程信息，还能给周围点更多的地形信息仅能表示出自己的高程信息，还能给周围点更多的地形信息仅能表示出自己的高程信息，还能给周围点更多的地形信息仅能表示出自己的高程信息，还能给周围点更多的地形信息第11页/共67页第十二页，共67页。特征线：山脊线、山谷线、断裂线（陡坎、海岸线、水涯

18、线等）特征线：山脊线、山谷线、断裂线（陡坎、海岸线、水涯线等）特征线：山脊线、山谷线、断裂线（陡坎、海岸线、水涯线等）特征线：山脊线、山谷线、断裂线（陡坎、海岸线、水涯线等）将特征点相连形成。将特征点相连形成。将特征点相连形成。将特征点相连形成。坡度变换点：在地形剖面上反映了地形的坡度变化趋势坡度变换点：在地形剖面上反映了地形的坡度变化趋势坡度变换点：在地形剖面上反映了地形的坡度变化趋势坡度变换点：在地形剖面上反映了地形的坡度变化趋势陡缓坡的变陡缓坡的变陡缓坡的变陡缓坡的变化。化。化。化。方向变化点：在平面上刻划着地形特征线的走势变化方向变化点：在平面上刻划着地形特征线的走势变化方向变化点：在

19、平面上刻划着地形特征线的走势变化方向变化点：在平面上刻划着地形特征线的走势变化正负坡的变化。正负坡的变化。正负坡的变化。正负坡的变化。非特征要素：分布在各个地形单元上的点和线，为满足采样点密度要非特征要素：分布在各个地形单元上的点和线，为满足采样点密度要非特征要素：分布在各个地形单元上的点和线，为满足采样点密度要非特征要素：分布在各个地形单元上的点和线，为满足采样点密度要求求求求(yoqi)(yoqi)而加测的点和线，用于辅助地形重建。而加测的点和线，用于辅助地形重建。而加测的点和线，用于辅助地形重建。而加测的点和线，用于辅助地形重建。第12页/共67页第十三页，共67页。地形结构特征（实线为

20、山脊线，虚线为山谷线，三角形表示山顶(shn dn)，小圆为鞍部，正方形为方向变化点和坡度变化点）第13页/共67页第十四页，共67页。4.4.地形的复杂程度地形的复杂程度地形曲面地形曲面(qmin)(qmin)的复杂程度是地形数据采样时必须考虑的又的复杂程度是地形数据采样时必须考虑的又一个因素。地形比较破碎，采样点多；地形比较均匀平坦，一个因素。地形比较破碎，采样点多；地形比较均匀平坦，减少采样点。减少采样点。地形复杂度可以通过粗糙度和不规则性来描述，可用不同参数地形复杂度可以通过粗糙度和不规则性来描述，可用不同参数来表达（分数维、地形曲率、相似性、坡度等），这些参来表达（分数维、地形曲率、

21、相似性、坡度等），这些参数能够描述地形曲面数能够描述地形曲面(qmin)(qmin)的总体特征。的总体特征。第14页/共67页第十五页，共67页。5.5.地貌单元地貌单元(dnyun)(dnyun)类型类型 不同的地貌类型划分对不同的地貌类型划分对DEMDEM数据采集有一定的指数据采集有一定的指导意义，如黄土地貌破碎，要分布较的采样点，而平导意义，如黄土地貌破碎，要分布较的采样点，而平原地区高程数据的精度要求比较高（对坡向、流域网原地区高程数据的精度要求比较高（对坡向、流域网络影响比其他地区要大）。络影响比其他地区要大）。第15页/共67页第十六页，共67页。3.2.33.2.3采样数据的属性

22、采样数据的属性采样数据的属性采样数据的属性采样：确定在何处需要量测点的过程，这个过程由三个采样：确定在何处需要量测点的过程，这个过程由三个采样：确定在何处需要量测点的过程，这个过程由三个采样：确定在何处需要量测点的过程，这个过程由三个参数决定：点的分布、点的密度和点的精度。参数决定：点的分布、点的密度和点的精度。参数决定：点的分布、点的密度和点的精度。参数决定：点的分布、点的密度和点的精度。1.1.采样数据的分布：由数据位置和结构来确定，指数据采样数据的分布：由数据位置和结构来确定，指数据采样数据的分布：由数据位置和结构来确定，指数据采样数据的分布：由数据位置和结构来确定，指数据点的分布形态。

23、点的分布形态。点的分布形态。点的分布形态。位置由地理坐标系统中经纬度或格网坐标系统中坐标决位置由地理坐标系统中经纬度或格网坐标系统中坐标决位置由地理坐标系统中经纬度或格网坐标系统中坐标决位置由地理坐标系统中经纬度或格网坐标系统中坐标决定。定。定。定。结构（分布）的形式很多，因地形特征、设备、应用的结构（分布）的形式很多，因地形特征、设备、应用的结构（分布）的形式很多，因地形特征、设备、应用的结构（分布）的形式很多，因地形特征、设备、应用的不同不同不同不同(btn)(btn)而不同而不同而不同而不同(btn)(btn)。结构（或分布）的类别之间没有明显的界线和标准，实结构（或分布）的类别之间没有

24、明显的界线和标准，实结构（或分布）的类别之间没有明显的界线和标准，实结构（或分布）的类别之间没有明显的界线和标准，实际采样时相互之间很多时候是重叠的。际采样时相互之间很多时候是重叠的。际采样时相互之间很多时候是重叠的。际采样时相互之间很多时候是重叠的。第16页/共67页第十七页，共67页。第17页/共67页第十八页，共67页。2.2.数据的密度数据的密度数据的密度数据的密度数据密度是指采样数据密集程度，与研究区域的地貌数据密度是指采样数据密集程度，与研究区域的地貌数据密度是指采样数据密集程度，与研究区域的地貌数据密度是指采样数据密集程度，与研究区域的地貌(dmo)(dmo)类型和地形复杂程度相

25、关。用于刻画地形类型和地形复杂程度相关。用于刻画地形类型和地形复杂程度相关。用于刻画地形类型和地形复杂程度相关。用于刻画地形形态所必需的最少的数据点。形态所必需的最少的数据点。形态所必需的最少的数据点。形态所必需的最少的数据点。表示方法：相邻两点之间的距离、单元面积内的点数、表示方法：相邻两点之间的距离、单元面积内的点数、表示方法：相邻两点之间的距离、单元面积内的点数、表示方法：相邻两点之间的距离、单元面积内的点数、截止频率、单位线段上的点数等。截止频率、单位线段上的点数等。截止频率、单位线段上的点数等。截止频率、单位线段上的点数等。采样距离：相邻两采样点之间的距离，也称采样间隔。采样距离：相

26、邻两采样点之间的距离，也称采样间隔。采样距离：相邻两采样点之间的距离，也称采样间隔。采样距离：相邻两采样点之间的距离，也称采样间隔。第18页/共67页第十九页，共67页。采样距离为采样距离为采样距离为采样距离为2020米米米米表示规则表示规则表示规则表示规则(guz)(guz)格网分布的采格网分布的采格网分布的采格网分布的采样数据样数据样数据样数据每平方米每平方米每平方米每平方米500500点点点点描述随机分布的采样数据描述随机分布的采样数据描述随机分布的采样数据描述随机分布的采样数据单位线段上的点数，每米单位线段上的点数，每米单位线段上的点数，每米单位线段上的点数，每米2 2点点点点描述数据

27、分布是沿描述数据分布是沿描述数据分布是沿描述数据分布是沿等高线或特征线等线状分布采样点等高线或特征线等线状分布采样点等高线或特征线等线状分布采样点等高线或特征线等线状分布采样点第19页/共67页第二十页，共67页。3.3.数据的精度数据的精度数据的精度数据的精度数据点精度指数据点本身数据点精度指数据点本身数据点精度指数据点本身数据点精度指数据点本身(bnshn)(bnshn)所具有的精确度，所具有的精确度，所具有的精确度，所具有的精确度，是数据获取过程中各种不同类型误差的综合反映。是数据获取过程中各种不同类型误差的综合反映。是数据获取过程中各种不同类型误差的综合反映。是数据获取过程中各种不同类

28、型误差的综合反映。采样数据精度与数据源、数据的采集方法和数据采集采样数据精度与数据源、数据的采集方法和数据采集采样数据精度与数据源、数据的采集方法和数据采集采样数据精度与数据源、数据的采集方法和数据采集的仪器密切相关。的仪器密切相关。的仪器密切相关。的仪器密切相关。野外测量、影像、地形图扫描的精度从高到低。野外测量、影像、地形图扫描的精度从高到低。野外测量、影像、地形图扫描的精度从高到低。野外测量、影像、地形图扫描的精度从高到低。激光扫描、干涉雷达的精度是非常高的。激光扫描、干涉雷达的精度是非常高的。激光扫描、干涉雷达的精度是非常高的。激光扫描、干涉雷达的精度是非常高的。摄影测量比摄影测量比摄

29、影测量比摄影测量比GPSGPS的精度要高，达到厘米级。地形图的的精度要高，达到厘米级。地形图的的精度要高，达到厘米级。地形图的的精度要高，达到厘米级。地形图的手扶跟踪和扫描矢量化的精度都较低。手扶跟踪和扫描矢量化的精度都较低。手扶跟踪和扫描矢量化的精度都较低。手扶跟踪和扫描矢量化的精度都较低。第20页/共67页第二十一页，共67页。3.3DEM数据数据(shj)采采样策略与方法样策略与方法3.3.1采样方法1.沿等高线法：采样时将Z轴固定，即固定高程值眼等高线采集高程点。平坦地区不宜使用。2.规则格网采样：通过规定X和Y轴方向的间距来形成平面格网，在立体模型上两侧这些(zhxi)格网点的高程值

30、。规则格网采样能确保所采集数据的平面坐标具有规则的格网形式。第21页/共67页第二十二页，共67页。3.3.剖面法采样：数据采样时将剖面法采样：数据采样时将剖面法采样：数据采样时将剖面法采样：数据采样时将X X或或或或Y Y轴之一固定，沿一轴之一固定，沿一轴之一固定，沿一轴之一固定，沿一个方向即剖面方向上对高程进行采集。个方向即剖面方向上对高程进行采集。个方向即剖面方向上对高程进行采集。个方向即剖面方向上对高程进行采集。速度较快，精度比规则格网的要低。速度较快，精度比规则格网的要低。速度较快，精度比规则格网的要低。速度较快，精度比规则格网的要低。4.4.渐进采样：随着地形复杂程度的变化合理的分

31、布采样渐进采样：随着地形复杂程度的变化合理的分布采样渐进采样：随着地形复杂程度的变化合理的分布采样渐进采样：随着地形复杂程度的变化合理的分布采样点，在小区域内网格间距逐渐改变，采样也由粗到点，在小区域内网格间距逐渐改变，采样也由粗到点，在小区域内网格间距逐渐改变，采样也由粗到点，在小区域内网格间距逐渐改变，采样也由粗到精地逐渐进行。精地逐渐进行。精地逐渐进行。精地逐渐进行。渐进采样能解决规则格网采样方法中的数据冗余渐进采样能解决规则格网采样方法中的数据冗余渐进采样能解决规则格网采样方法中的数据冗余渐进采样能解决规则格网采样方法中的数据冗余(rny)(rny)，但在地表突变区域内仍有较高的冗余，

32、但在地表突变区域内仍有较高的冗余，但在地表突变区域内仍有较高的冗余，但在地表突变区域内仍有较高的冗余(rny)(rny)度。度。度。度。若在第一轮粗略采样中丢失某些相关特征，不可能在若在第一轮粗略采样中丢失某些相关特征，不可能在若在第一轮粗略采样中丢失某些相关特征，不可能在若在第一轮粗略采样中丢失某些相关特征，不可能在后轮中恢复。后轮中恢复。后轮中恢复。后轮中恢复。第22页/共67页第二十三页，共67页。5.5.选择性采样：根据地形特征进行选择性采样，选择性采样：根据地形特征进行选择性采样，沿山脊线、山谷线、断裂线、离散特征点（山沿山脊线、山谷线、断裂线、离散特征点（山顶点）等。顶点）等。优点

33、优点(yudin)(yudin)是只需以少量的点便能使其所代表是只需以少量的点便能使其所代表的地面具有足够的可信度。的地面具有足够的可信度。6.6.混合采样：将选择性采样与规则格网采样相结混合采样：将选择性采样与规则格网采样相结合或者是选择性采样与渐进采样相结合的方法。合或者是选择性采样与渐进采样相结合的方法。第23页/共67页第二十四页，共67页。3.3.2DEM3.3.2DEM数据采集方法数据采集方法1.1.地形图数据采集方法地形图数据采集方法地形图数字化是一种地形图数字化是一种DEMDEM数据获取的最基本方法。数据获取的最基本方法。1 1）手扶跟踪数字化）手扶跟踪数字化步骤：步骤：定参考

34、点（固定定参考点（固定(gdng)(gdng)地图）地图）定控制点定控制点跟踪采集（点方式、流方式）跟踪采集（点方式、流方式）第24页/共67页第二十五页，共67页。2 2）扫描数字化）扫描数字化）扫描数字化）扫描数字化/矢量化矢量化矢量化矢量化扫描过程：将地形图从模拟状态（纸质地图）通过扫描扫描过程：将地形图从模拟状态（纸质地图）通过扫描扫描过程：将地形图从模拟状态（纸质地图）通过扫描扫描过程：将地形图从模拟状态（纸质地图）通过扫描转换成灰度（彩色）的数字数据（影像），即以像转换成灰度（彩色）的数字数据（影像），即以像转换成灰度（彩色）的数字数据（影像），即以像转换成灰度（彩色）的数字数据（

35、影像），即以像素素素素(xins)(xins)信息方式存储地图信息。信息方式存储地图信息。信息方式存储地图信息。信息方式存储地图信息。注意两个问题：分辨率、颜色注意两个问题：分辨率、颜色注意两个问题：分辨率、颜色注意两个问题：分辨率、颜色矢量化过程：将得到的栅格图像转化为矢量数据。矢量化过程：将得到的栅格图像转化为矢量数据。矢量化过程：将得到的栅格图像转化为矢量数据。矢量化过程：将得到的栅格图像转化为矢量数据。具体方法：手动、半自动、全自动式具体方法：手动、半自动、全自动式具体方法：手动、半自动、全自动式具体方法：手动、半自动、全自动式第25页/共67页第二十六页，共67页。步骤：步骤：扫描图

36、件准备扫描图件准备(zhnbi)(zhnbi)：图件、接图表、控制点、：图件、接图表、控制点、坐标系等坐标系等图件预处理：检查图面是否平整、图廓点与符号清晰，图件预处理：检查图面是否平整、图廓点与符号清晰，量测图廓边长，检查变形情况，检查接边，等高线量测图廓边长，检查变形情况，检查接边，等高线连接情况等。连接情况等。定向纠正与编辑：将地图数据由数字化仪坐标（扫描定向纠正与编辑：将地图数据由数字化仪坐标（扫描文件坐标）转化为地理文件坐标）转化为地理/地图坐标。若图面变形大，地图坐标。若图面变形大，逐格网进行纠正。坐标变化方式由仿射变换、双线逐格网进行纠正。坐标变化方式由仿射变换、双线性变换、二次

37、多项式等方法。坐标误差要小于性变换、二次多项式等方法。坐标误差要小于1010米。米。第26页/共67页第二十七页，共67页。扫描与矢量化：黑色或彩色扫描，扫描参数根扫描与矢量化：黑色或彩色扫描，扫描参数根据图件信息量、线划密度据图件信息量、线划密度(md)(md)、质量等因、质量等因素调节，一般分辨率不小于素调节，一般分辨率不小于300dpi300dpi。扫描后。扫描后进行矢量化。进行矢量化。数据分层：主要用于数据分层：主要用于DEMDEM的层有地形信息层、的层有地形信息层、水系层、推测区域、辅助高程层、公里网层水系层、推测区域、辅助高程层、公里网层等。等。第27页/共67页第二十八页，共67

38、页。2.2.摄影测量数据采集方法摄影测量数据采集方法摄影测量数据采集方法摄影测量数据采集方法1 1）摄影测量的基本原理：利用在不同地方获取的具有一）摄影测量的基本原理：利用在不同地方获取的具有一）摄影测量的基本原理：利用在不同地方获取的具有一）摄影测量的基本原理：利用在不同地方获取的具有一定重叠度的同一景物定重叠度的同一景物定重叠度的同一景物定重叠度的同一景物(jngw)(jngw)的两张影像，在室内建的两张影像，在室内建的两张影像，在室内建的两张影像，在室内建立立体模型，对其进行三维量测。立立体模型，对其进行三维量测。立立体模型，对其进行三维量测。立立体模型，对其进行三维量测。2 2）摄影测

39、量的信息获取方式）摄影测量的信息获取方式）摄影测量的信息获取方式）摄影测量的信息获取方式航空航空航空航空/航天摄影测量：飞行器上搭载摄影测量设备（传感航天摄影测量：飞行器上搭载摄影测量设备（传感航天摄影测量：飞行器上搭载摄影测量设备（传感航天摄影测量：飞行器上搭载摄影测量设备（传感器），垂直摄影方式获得数据。器），垂直摄影方式获得数据。器），垂直摄影方式获得数据。器），垂直摄影方式获得数据。地面摄影测量：采用倾斜摄影或交向摄影方式获取数据。地面摄影测量：采用倾斜摄影或交向摄影方式获取数据。地面摄影测量：采用倾斜摄影或交向摄影方式获取数据。地面摄影测量：采用倾斜摄影或交向摄影方式获取数据。第28

40、页/共67页第二十九页，共67页。3 3）摄影测量数据采集重要注意的问题）摄影测量数据采集重要注意的问题）摄影测量数据采集重要注意的问题）摄影测量数据采集重要注意的问题断裂线：一些地形特征线、陡坎，人工或自然建断裂线：一些地形特征线、陡坎，人工或自然建断裂线：一些地形特征线、陡坎，人工或自然建断裂线：一些地形特征线、陡坎，人工或自然建筑，如梯田、河流、冲沟、池塘等在地面产生筑，如梯田、河流、冲沟、池塘等在地面产生筑，如梯田、河流、冲沟、池塘等在地面产生筑，如梯田、河流、冲沟、池塘等在地面产生了转折或突变。了转折或突变。了转折或突变。了转折或突变。在采集过程中断裂线要给予不同的明确编码。在采集过

41、程中断裂线要给予不同的明确编码。在采集过程中断裂线要给予不同的明确编码。在采集过程中断裂线要给予不同的明确编码。单断裂线：山脊单断裂线：山脊单断裂线：山脊单断裂线：山脊(shnj)(shnj)线、山谷线、坡脚线等。线、山谷线、坡脚线等。线、山谷线、坡脚线等。线、山谷线、坡脚线等。双断裂线：陡坎、陡坡，两条断裂线表示上、下双断裂线：陡坎、陡坡，两条断裂线表示上、下双断裂线：陡坎、陡坡，两条断裂线表示上、下双断裂线：陡坎、陡坡，两条断裂线表示上、下缘，成对出现。缘，成对出现。缘，成对出现。缘，成对出现。第29页/共67页第三十页，共67页。3.3.野外测量数据采集方法野外测量数据采集方法野外测量数

42、据采集方法野外测量数据采集方法对于小范围的对于小范围的对于小范围的对于小范围的DEMDEM其主要服务于工程设计，对其主要服务于工程设计，对其主要服务于工程设计，对其主要服务于工程设计，对精度要求较高，采用精度要求较高，采用精度要求较高，采用精度要求较高，采用(ciyng)(ciyng)野外测量野外测量野外测量野外测量（地形图数字化精度不一定够，航测成本高）（地形图数字化精度不一定够，航测成本高）（地形图数字化精度不一定够，航测成本高）（地形图数字化精度不一定够，航测成本高）。仪器：全站仪测量、平板测量、仪器：全站仪测量、平板测量、仪器：全站仪测量、平板测量、仪器：全站仪测量、平板测量、GPSG

43、PS测量、车测量、车测量、车测量、车载载载载GPSGPS测量等。测量等。测量等。测量等。第30页/共67页第三十一页，共67页。4.4.雷达测量数据采集雷达测量数据采集雷达测量数据采集雷达测量数据采集合成孔径雷达干涉测量合成孔径雷达干涉测量合成孔径雷达干涉测量合成孔径雷达干涉测量InSARInSAR机载激光雷达（机载激光扫描）机载激光雷达（机载激光扫描）机载激光雷达（机载激光扫描）机载激光雷达（机载激光扫描）LIDARLIDAR主动遥感测量，周期短，精度高，高程精度可达到主动遥感测量，周期短，精度高，高程精度可达到主动遥感测量，周期短，精度高，高程精度可达到主动遥感测量，周期短，精度高，高程精

44、度可达到(d(ddo)10cmdo)10cm，空间分辨率达到，空间分辨率达到，空间分辨率达到，空间分辨率达到(ddo)1(ddo)1米。米。米。米。通过对获取的三维坐标数据进行滤波、分类等（剔除不通过对获取的三维坐标数据进行滤波、分类等（剔除不通过对获取的三维坐标数据进行滤波、分类等（剔除不通过对获取的三维坐标数据进行滤波、分类等（剔除不需要数据），进行建模，即可得到需要数据），进行建模，即可得到需要数据），进行建模，即可得到需要数据），进行建模，即可得到DEMDEM数据。数据。数据。数据。第31页/共67页第三十二页，共67页。3.3.3DEM3.3.3DEM数据采集方法的对比数据采集方法的

45、对比数据采集方法的对比数据采集方法的对比(dub)(dub)1.1.选择数据采集方法考虑的因素选择数据采集方法考虑的因素选择数据采集方法考虑的因素选择数据采集方法考虑的因素目的和需求、目的和需求、目的和需求、目的和需求、DEMDEM精度、所需设备条件、拥有的经精度、所需设备条件、拥有的经精度、所需设备条件、拥有的经精度、所需设备条件、拥有的经费等。费等。费等。费等。第32页/共67页第三十三页，共67页。方法速度适用范围高程数据精度采集成本地形图手扶跟踪慢小低低扫描矢量化较快小较低最低摄影测量航空航天摄影快最大普通遥感精度低机载激光扫描和干涉雷达精度高机载激光扫描和干涉雷达最高地面摄影快较大高

46、高野外测量最慢最小最高高2.数据采集数据采集(cij)方方法对比法对比第33页/共67页第三十四页，共67页。3.4DEM数据采集质量数据采集质量(zhling)控制控制DEMDEM是采样数据的最终表现形式和产品，从原始是采样数据的最终表现形式和产品，从原始数据到数据到DEMDEM，要经过一系列的数据处理，在这一，要经过一系列的数据处理，在这一过程中原始数据中的误差会被传播和放大。过程中原始数据中的误差会被传播和放大。DEMDEM用户应把重点放在数据来源和输入质量控制用户应把重点放在数据来源和输入质量控制上，而不是学习复杂的内插方法。上，而不是学习复杂的内插方法。影响影响DEM DEM 精度的

47、因素还包括精度的因素还包括DEM DEM 内插方法、有内插方法、有无顾及特征无顾及特征(tzhng)(tzhng)线、线、DEM DEM 分辨率大小等，分辨率大小等，但是，减少数据采集时的误差是保证但是，减少数据采集时的误差是保证DEMDEM精度的精度的根本。根本。第34页/共67页第三十五页，共67页。3.4.13.4.1原始数据粗差检测与剔除原始数据粗差检测与剔除原始数据粗差检测与剔除原始数据粗差检测与剔除粗差（疏失误差）：在测量过程中，由于测量粗差（疏失误差）：在测量过程中，由于测量粗差（疏失误差）：在测量过程中，由于测量粗差（疏失误差）：在测量过程中，由于测量仪器工作失常，或观测者疲劳

48、、大意等因素仪器工作失常，或观测者疲劳、大意等因素仪器工作失常，或观测者疲劳、大意等因素仪器工作失常，或观测者疲劳、大意等因素造成的误差，如读取数据、记录数据发生的造成的误差，如读取数据、记录数据发生的造成的误差，如读取数据、记录数据发生的造成的误差，如读取数据、记录数据发生的错误等。这种误差属于测量坏值，一旦错误等。这种误差属于测量坏值，一旦错误等。这种误差属于测量坏值，一旦错误等。这种误差属于测量坏值，一旦(ydn)(ydn)发现，应及时剔除。发现，应及时剔除。发现，应及时剔除。发现，应及时剔除。由于由于由于由于DEMDEM强调高程数据的准确性、对地形表达强调高程数据的准确性、对地形表达强

49、调高程数据的准确性、对地形表达强调高程数据的准确性、对地形表达的真实性，因此的真实性，因此的真实性，因此的真实性，因此DEMDEM原始数据粗差探查要从原始数据粗差探查要从原始数据粗差探查要从原始数据粗差探查要从单个独立数据、局部地形和整体区域三方面单个独立数据、局部地形和整体区域三方面单个独立数据、局部地形和整体区域三方面单个独立数据、局部地形和整体区域三方面综合考虑。综合考虑。综合考虑。综合考虑。第35页/共67页第三十六页，共67页。1.1.基于趋势面的粗差探测与处理基于趋势面的粗差探测与处理基于趋势面的粗差探测与处理基于趋势面的粗差探测与处理基础：基于地形具有的自相关性，即地形表面变化基

50、础：基于地形具有的自相关性，即地形表面变化基础：基于地形具有的自相关性，即地形表面变化基础：基于地形具有的自相关性，即地形表面变化符合一定的自然趋势，表现为连续空间的渐变模符合一定的自然趋势，表现为连续空间的渐变模符合一定的自然趋势，表现为连续空间的渐变模符合一定的自然趋势，表现为连续空间的渐变模型，可用光滑曲面来描述。型，可用光滑曲面来描述。型，可用光滑曲面来描述。型，可用光滑曲面来描述。趋势面表达了地形的宏观变化趋势，当某一采样点趋势面表达了地形的宏观变化趋势，当某一采样点趋势面表达了地形的宏观变化趋势，当某一采样点趋势面表达了地形的宏观变化趋势，当某一采样点的观测值和趋势面计算值相差较大