基于等高线生成DEM的内插算法及其精度分析
基于等高线的delaunay缝合算法分析与实现
To sum up, the research showed that the method presented in the thesis combined the advantages of
the Incremental Insertion Algorithm and Divide-and-conquer Algorithm. The method is easy to understand and its time complexity is close to linear. In conclusion, it’s a really practical algorithm.
Firstly，the experimental data was obtained through DXF-file. The 3D data on the contour lines was read and homogenized. Then the block-number was selected or input by the dialog interface. And the blocked data was stored in txt files block by block. Secondly, Delaunay Triangulation Networks were built according to the blocks, and the flat triangles of every network were converted after that. Thirdly, by searching and accessing the suturing edges, the suturing points were clockwise stored and divided into four parts according to four directions like top, right, bottom and left. In addition, the up and down blocks were sutured in the horizontal direction, after which the left and right blocks were sutured in the vertical direction. Finally, by optimizing the sutured triangulation network with the Local Optimal Procedure (LOP) algorithm, and converting the flat triangles, the Delaunay Triangulation model was established at last.
基于GLOBALMAPPER等高线回放法对DEM数据精度的检查研究
基于GLOBALMAPPER等高线回放法对DEM数据精度的检查研究摘要：数字高程模型（简称dem）是数字摄影测量的重要产品之一，有着非常广泛的应用领域。
dem数据精度的准确与否，直接影响dem应用分析结果的可靠性及应用目标的真正实现。
本文详细阐述了通过global mapper 软件利用等高线回放的方法对dem精度进行检查的过程。
关键词：global mapper软件等高线回放法数字高程模型 dem 精度检查一、引言传统的地形图，都是将地面上的信息（地貌、地物以及各种名称）用图形和注记的方式表示在图纸上，优点在于直观，便于人工使用。
但随着计算机技术和信息处理技术的飞速发展，纸质地图不能被计算机直接利用，无法满足各种工程设计自动化的要求。
因此，地图的数字化产品逐步得到开发应用，dem产品就是其中之一。
二、简介dem以及dem精度研究的历史和dem精度检查的重要性1. dem是“数字高程模型（digital elevation model）”的英文简写，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型（digital terrain model，简称dtm）的一个分支。
dem描述的是地面高程信息，它在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、气象、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。
2. dem是我国最重要的基础地理数据之一，也是地理信息系统的核心数据库及进行地学分析的基础数据。
我国测绘部门完成的覆盖全国范围的四种基本比例尺dem，已经在国民经济中发挥越来越重要的作用。
dem质量是dem的生命，一直是dem基础理论研究的重点，dem质量通过精度来描述。
dem作为国家基础地理数据之一，其精度问题直接影像到dem的应用效果，这也是国内外学者关注的核心问题。
3. dem精度研究以1988年为界分为两个阶段：从1958年数字高程模型概念提出到1988年，这个阶段对dem精度研究的基本特征是内插技术分析和数据采样策略研究；之后，对dem精度研究逐步由内插分析转向原始数据质量控制与分析。
DEM高精度内插算法及其实现
DEM高精度内插算法及其实现冯桂,林宗坚,张继贤,张丽(中国测绘科学研究院,北京100039)中图分类号:P231.5 文献标识码:A 文章编号:1000-3177(2000)60-0018-031 引 言使用计算机和计算技术是当今信息时代的一个重要标志,它在测绘方面的应用使得测绘学科逐步向数字化与自动化、实时处理与多用途的方向发展。
计算机技术在很大程度上改变了地图制图的生产方式,同时也改变着地图产品的样式和用图概念,各种数字的地形表达方式得到了迅猛的发展。
借助于数字地形表达,现实世界的三维特征能够得到充分而真实的再现。
人类在很早以前就开始想方设法地来描述自己所熟悉的各种地表现象,一种古老而有效并且一直沿用至今的能精确表达地表现象的方式是地图。
对于地图中最典型也是最重要的地形图而言,由于其描述的客观世界是丰富多彩、千姿百态的三维空间,其二维空间的表达与所表示的三维现实世界之间,有着不可逾越的鸿沟。
正因为如此,千百年来地图学者们一直致力于地形图的立体表示,试图寻求到一种既能符合人们的视觉生理习惯,又能恢复真实地形世界的表示方法。
数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)的提出为解决这一问题提供了便利的手段,DEM是地理空间定位的数字数据集合,最初是美国麻省理工学院Miller教授为高速公路的自动设计于1956年提出来的,随着各种相关技术的发展,DEM也经历了一个循序渐进的发展历程,现已成为GIS的基本要素。
随着空间数据基础设施的建设和“数字地球(Digital Earth)”战略的实施,更加快了DEM与地理信息系统、遥感等的一体化进程,为DEM的应用开辟了更广阔的天地。
对DEM的研究除了需要摄影与测量专业知识以外,还需要大量用到计算机图像处理等相关的知识。
在计算机图像处理技术发展的过程中,线性系统理论一直都占据了一个核心的、基础的地位。
但实际的物理过程常常是非线性的,线性近似在很多情况下无法刻画其主要性质,例如在DEM内插中常用的内插方法往往难以满足实际地形的变化,非线性处理技术应运而生,并且迅速成为与线性方法并行的主流方向。
基于等高线和高程点建立DEM的精度评价方法探讨
基于等高线和高程点建立DEM的精度评价方法探讨基于等高线和高程点建立DEM（数字高程模型）是地理信息系统中常用的一种方法。
DEM是描述地球表面海拔高度的数字模型，可以用于地形分析、洪水模拟、土地规划等应用。
DEM的精度评价方法对于保证模型的准确性和可靠性非常重要。
等高线是指连接相同高度位置的线，可以通过测量地面的高程点，再连接相同高度的点得到。
而高程点是根据实际测量获得的具有精确高程值的点。
在建立DEM时，通常会使用等高线来推算其他位置的高程值，并利用高程点进行校正和验证。
评价DEM的精度通常可以从以下几个方面进行探讨：1.等高线的密度和分布：等高线的密度越高，代表所描述的地形变化越细致，DEM的精度也相对较高。
等高线的分布情况也会影响DEM的精度，如果等高线分布不均匀，那么在缺少等高线的区域，DEM的精度可能较低。
2.高程点的精度和分布：高程点是DEM建立的基础，其精度直接影响DEM的精度。
高程点的精度可以通过对点的测量误差进行评定。
高程点的分布情况也会影响DEM的精度，如果高程点分布不均匀，那么在缺少高程点的区域，DEM的精度可能较低。
3.DEM数据间的一致性：在利用等高线和高程点建立DEM时，需要确保数据的一致性。
例如，等高线和高程点所描述的地形应该是相互匹配和一致的。
如果数据不一致，那么建立的DEM可能出现偏差。
4.DEM的可视化和检验：建立DEM后，可以通过可视化的方式来评价DEM的精度。
通过与原始地形的对比，可以判断DEM中是否存在异常或偏移。
此外，还可以利用其他已知地形数据进行检验，验证DEM的准确性和精度。
总而言之，基于等高线和高程点建立DEM的精度评价方法需要从等高线和高程点的精度、密度与分布以及DEM数据的一致性和可视化等方面进行综合考虑。
只有通过全面评价，才能保证DEM具有较高的准确性和可靠性。
DEM的内插方法与精度评定
导 师: 魏玉明 答辩人: 雒建旺 专 业: 测绘工程
论文简体框架
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DEM研究背景
DEM的介绍 DEM的内插方法
结论
1.DEM研究背景
数字高程模型（DEM)是地理信息系统地理数据库 中昀为重要的空间信息资料和赖以进行地形分析的 核心数据系统。目前世界各主要发达国家都纷纷建 立了覆盖全国的DEM数据系统。DEM作为地球空间框 架数据的基本内容，是各种地理信息的载体，在国 家空间数据基础设施的建设和数字地球战略的实施 进程中都具有十分重要的作用。
3.DEM内插算法
DEM是地表的一个数学模型，使数学函数 （内插函数）表示。确定了内插函，即重建 了地表起伏形态，由此可求得地面任一点的 高程。
内插是DEM核心问题
生产 质量控制
贯穿DEM
精度评定 应用
一.DEM内插的理论基础
地表起伏连续光滑 相邻数据点之间相关
多项式法 插值逼近 样条函数法 多项式法
1
n n i 1 i 1
1 F 1
P1 Z1 1 Pn Z n
Pi Z i / 不良时）
2.DEM的介绍
1. DEM的含义 DEM 即数字高程模型 ，数字高程模型（Digital Elevation Model),简称DEM。它是用一组有序数值阵 列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地 形模型(Digital Terrain Model，简称DTM)的一个分 支，其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为， DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度 、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合 的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌 模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可 在DEM的基础上派生。
复杂地貌地形图等高线内插DEM算法的精度分析
复杂地貌地形图等高线内插DEM算法的精度分析徐潇;谭衢霖;王浩宇;胡吉平【摘要】对复杂地貌条带地形图进行了等高线矢量化,利用5种典型的插值方法生成DEM,探讨基于等高线插值生成DEM不同算法的精度并评价生成的DEM的质量.结果表明,IDW算法生成的DEM精度较高,且在其上提取的等高线与原始等高线吻合度较好,分层设色图能够较好地反映研究区的真实地形.TIN精度仅次于IDW,但此方法是目前最为成熟和快速的一种算法.自然邻域法的精度与TIN相近,高于样条函数法;kriging插值算法精度最差,不宜在复杂地貌区域使用.【期刊名称】《遥感信息》【年(卷),期】2013(028)006【总页数】5页(P111-115)【关键词】复杂地貌地形图;等高线;内插方法;DEM;精度比较【作者】徐潇;谭衢霖;王浩宇;胡吉平【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TP791 引言在地理信息系统应用中，数字高程模型(DEM)的可靠性(精度)，无论对于DEM的生产者还是使用者都具有十分重要的意义。
对于其精度评价已有很多研究，如Monckton等对DEM误差的量化、检测方法和空间分布等进行了研究[1]；Kidner等系统地研究了评价DEM精度的数学模型[2]；汤国安等研究了空间分辨率与地形复杂度对DEM精度的影响[3]；刘学军等基于数据独立方法，分析研究了地形曲面参数计算对DEM精度的要求[4]；王光霞、崔凯等提出一种基于分形分析的DEM精度评估模型[5]。
尽管DEM质量检查与精度评定理论研究取得了丰富的成果，但大多还处于实验阶段，并没有很好地应用到生产实践中去。
德国的Ackermann教授认为，决定DEM精度的主要因素是数据获取，通过使用某种内插方法可以较高地发挥其潜在水平[6]。
基于DEM的等高线生成算法研究
第 ｌ ６期
甘肃科技
Ｇａ ｓ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ
２ ＾ １ ８ ． ６ Ａ
２１ ０ ２年 ８月
２ ２ ０１
基 于 ＤＥ 的等 高线 生成 算 法 研 究 Ｍ
赵彦栋
（ 甘肃省 地图院 ， 甘肃 兰州 ７ ００ ） ３ ０ ０
判 断该 格 网上边 线 的 Ｔ值 ： 若 Ｔ＝ ， 明该格 网的上 边线 和左 边 线都 没 有 ０说 被遍 历过 ， 等 高 线 可 以从 该 边 穿 行 ， 行 后 将 Ｔ 即 穿
值设 为 ２ 。
图 内闭 合 曲线 ， 一个步骤 的主要工作 就是搜 索 第 Ｄ Ｍ 起始 边 ，然后 利 用 线 性 插 值 方 法 计 算 位 于该 Ｅ 起 始 边上 的高 程值 为等 高 距 整数 倍 的 点 的 （ ， ） ＸＹ 坐
标 ， 该点 作 为该条 等高 线 的起 始 点 ； 二 个步 骤就 把 第 是 从 起始 点 出发遍 历 等 高 线 上其 他 的等 值 点 ， 据 依
一
若 Ｔ＝１说 明该 格 网只有 上边 线 被遍 历 而左 边 ，
定的法则将这些点连接成一条等高线。同样 的，
对于图内闭合曲线 ， 起始点的搜索就是除了 Ｄ Ｍ 四 Ｅ
在 追 踪 非 图 内闭 合 曲线 时 ， 首先 就是 确 定起 始 边 及起 始点 。在一个 规则 Ｄ Ｍ 的矩形 区域 内 ， Ｅ 我们
并提 出了在特 殊地形有效保证等高线精 度的方法 ， 等高线生 产的 自动化 、 对 准确化 、 便捷化起到 了积极 的作用 。 关键 词 ： 数字高程模型 （ Ｅ ； Ｄ Ｍ）等高线生成 ； 自动化与准确化
中 图 分 类 号 ：２２ Ｐ ８
基于GLOBAL MAPPER等高线回放法对DEM数据精度的检查研究
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基于 Ｇ Ｌ Ｏ Ｂ Ａ Ｌ ＭＡ Ｐ Ｐ Ｅ Ｒ等高线回放法对 Ｄ Ｅ Ｍ 数据精度 的检 查研究
魏 红
（ 辽 宁省基础测绘 院 ）
【 摘 要】 数 字高程模型 （ 简称 Ｄ Ｅ Ｍ） ＤＥ Ｍ 精度是指所建立的 ＤＥ Ｍ对 真实地 是数 字摄影测量的重要产品之一 ，有着非常 面描述 的准确程度 。一般 来说， ＤＥ Ｍ 原数据 广 泛 的应 用领 域 。 ＤＥ Ｍ 数 据 精 度 的 准 确 与 的精度与其生产方式密切相关 ，不 同的生产 否 ，直接 影 响 ＤＥ Ｍ 应 用 分析 结 果 的 可 靠 性 方式获得 的 ＤＥ Ｍ 的精度也有所不 同。检查 及 应 用 目标 的 真 正 实现 。 本 文 详 细 阐 述 了通 ＤＥ Ｍ 总体精度有 以下几种常用的方法： 过 ＧＬ ｏＢ Ａ ＬＭＡＰ Ｐ Ｅ Ｒ 软件利 用等高线回放 １ ） 协 方 差 函数 法 ： 这 种 方 法 把 起 伏 的地 的方法对 ＤＥ Ｍ 精 度进行检 查的过 程。 表看作一个随机 函数 ，然而事实并非如此 ， 【 关键词 】 Ｇ Ｌ ＯＢ Ａ Ｌ ＭＡ Ｐ Ｐ Ｅ Ｒ 软件 ；等 地表往往是一个极其复杂的确定几何面 ，因 高线回放法 ；数字高程模型；ＤＥ Ｍ 精度检查 此该方法评定 内插精度效果较差。 ２） 传递函数法，传递函数法仅仅满足地 引言 表起伏变化均匀的情 况， 忽略了某些特 征点、 传统的地形 图， 都是将地面上 的信息（ 地 线对内插精度 的影响。这种 方法并不适用于 貌 、地物 以及各种名称 ）用 图形和注记 的方 评价 Ｄ Ｅ Ｍ 的总体误 差情况和精度 分布，其 式表示在 图纸上 ，优点在于直观 ，便于人工 结论通 常与实际情况不符 。 使用 。但 随着计算机技术和信息处理技术的 ３ ）等 高线回放法 ，ＤＥ Ｍ 使用某 一算法 飞速发展 ， 纸质地 图不能被计算机直接利用 ， 内插 生成等高线 ，将 回放后 的等高线和实 际 无法满足各种工程设计 自动化的要求。 因此， 的原有等 高线相 比较 ，检查等 高线误差 的实 地 图的数字化产品逐步得到开发应用，ＤＥ Ｍ 际状况 。 等 高线 的回放模 型， 可 以评价 ＤＥ Ｍ 产 品就是其 中之一 。 精度 的总体状况 以及 ＤＥ Ｍ 与实 际地形吻合 二、 简介 ＤＥ Ｍ 以及 ＤＥ Ｍ 精度研究的历 的情况 。 史和 ＤＥ Ｍ精度检查 的重要性 ４ ） 任意点法 ， 在外野实地布置测量检查 １ ． ＤＥ Ｍ 是“ 数字高程模型 （ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ 点 ，或者在空三加密的时候设置埋伏点 ，与 Ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｏ ｄ ｅ １ ）” 的英文简写 ，它是用 一组 ＤＥ Ｍ 数据进行对比。这种 试验法判别精度， 有序 数值阵列形式表 示地 面高程 的一种 实体 检查点的取样缺乏严密的理论基础 。 地面模型，是数字地 形模 型 （ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｔ ｅ ｒ ｒ ａ ｉ ｎ ５ ） 立 体 检 测 法 ，在 全 数 字 摄 影 测 量 工 作 Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ，简称 ＤＴ Ｍ）的一个分支。Ｄ Ｅ Ｍ 描 站上的检查是最直接也是精度最高的检查， 述 的是地面 高程信 息，它在测绘 、水文 、气 不仅可 以观看立体检查，而且可 以叠合矢量 象 、地貌 、地质 、土壤 、工程建设 、 通讯 、 进行高程精度检查、平面精度检测、接边精 气象 、军事等 国民经济和 国防建设 以及人文 度检查。但是在全数字摄影测量工作站或数 和 自然科学领域有着广泛 的应用 。 字摄影测量工作站的检 查往往 耽误作业员的 ２ ． Ｄ Ｅ Ｍ 是我 国最重要 的基础地 理数 生产进度 ，降低 了生产 效率，加大了生产成 据 之 一 ，也 是 地 理 信 息 系 统 的核 心 数 据 库 及 本 ，只适合 小范围的抽 查，不适 合普查 。 进行地学分析 的基础数据 。我国测绘部 门完 在 目前 对 ＤＥ Ｍ 尚缺 乏有 效 理 论 精度 估 成的覆盖全 国范围的四种基本比例尺 Ｄ Ｅ Ｍ， 计 的情况下 ，为检 查 Ｄ Ｅ Ｍ 精度 的总体状况 已经在 国民经济中发挥越来越重要的作用 。 以及 ＤＥ Ｍ 是否和 实际地形吻合 的情况 ，回 Ｄ Ｅ Ｍ 质 量是 ＤＥ Ｍ 的生命，一直是 ＤＥ Ｍ 基 放等 高线仍是一种准确 、全面 、 自然 的检查