多模型協(xié)同下的城郊地區(qū)DEM構(gòu)建方法研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-16 01:54
人類活動(dòng)對(duì)地表的改造使其呈現(xiàn)形態(tài)多樣化、不連續(xù)等特征,此時(shí)傳統(tǒng)的DEM構(gòu)建方法難以滿足這些區(qū)域DEM精度要求。為此,本文提出了一種多模型協(xié)同構(gòu)建DEM的思路,首先按照形態(tài)特征和語(yǔ)義信息對(duì)地形進(jìn)行分類,然后對(duì)不同類型的地形區(qū)域,選擇、設(shè)計(jì)適宜的方法分別進(jìn)行DEM構(gòu)建,最后將不同區(qū)域構(gòu)建DEM結(jié)果融合拼接形成區(qū)域完整的DEM結(jié)果。本文選擇江蘇省南京市城市郊區(qū)某區(qū)域?yàn)閷?shí)驗(yàn)區(qū),以1:500比例尺地形圖為基本數(shù)據(jù)源進(jìn)行DEM構(gòu)建實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)經(jīng)典DEM構(gòu)建方法相比,本文提出的多模型協(xié)同的DEM構(gòu)建方法能夠有效表達(dá)實(shí)驗(yàn)區(qū)域不同的地形特征,特別是對(duì)于人工改造的地形(如道路、邊坡等區(qū)域),本文方法構(gòu)建的DEM其形態(tài)精度優(yōu)勢(shì)顯著;同時(shí),基于驗(yàn)證點(diǎn)法的高程精度分析結(jié)果表明,本文方法構(gòu)建DEM的高程精度亦優(yōu)于傳統(tǒng)DEM構(gòu)建方法,特別是對(duì)于一些形態(tài)規(guī)則而高程信息相對(duì)稀少的區(qū)域,以邊坡區(qū)域?yàn)槔?經(jīng)典DEM構(gòu)建法平均誤差均超過5 m,而本文構(gòu)建結(jié)果平均誤差為0.26 m,精度優(yōu)勢(shì)非常明顯。研究表明本文提出的多模型協(xié)同的DEM構(gòu)建方法適用于人類活動(dòng)改造或顯著影響的區(qū)域的DEM構(gòu)建。
【文章來(lái)源】:地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2020年03期 北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
人工條狀地形DEM構(gòu)建示意
基于此,本文首先依據(jù)地形要素的邊界,如道路的邊界線、河道的岸線等,將各類地形從原始數(shù)據(jù)中提取出來(lái)。然后基于所提供的原始數(shù)據(jù)中各地形要素的屬性代碼,對(duì)具有明確定義的要素,如道路、建筑面等,進(jìn)行歸類處理;對(duì)于溝渠和微丘等未有明確代碼的地形,根據(jù)等高線、陡坎線等特征線分布狀況,并結(jié)合地形內(nèi)部高程數(shù)據(jù)與鄰域高程信息的對(duì)比情況,確定其歸屬要素類型。最終,將要素歸并為道路、建筑面、平直面、邊坡、河道、微丘、溝渠以及其他8種地形類型,并得到區(qū)域內(nèi)地形要素分類結(jié)果(圖3)。3.2 研究區(qū)域DEM構(gòu)建
在研究區(qū)域地表分類的基礎(chǔ)上,按照2.2—2.4節(jié)所述的方法,對(duì)不同地表類型分類DEM建模,其中道路與邊坡區(qū)域采用上文敘述的條狀地形建模方法,建筑物基底及平直面采用語(yǔ)義建模方法,微丘采用高精度曲面建模方法,其他區(qū)域采用普通構(gòu)建TIN結(jié)合陡坎線強(qiáng)化表達(dá)方法進(jìn)行建模,各個(gè)區(qū)域構(gòu)建DEM的分辨率設(shè)置為1 m×1 m。最后將不同部分結(jié)果鑲嵌成為一個(gè)整體,各種類型建模結(jié)果及鑲嵌結(jié)果如圖4所示。從圖4中可以看出,每一類地表的DEM構(gòu)建結(jié)果都有其自身的特點(diǎn),如道路高程的均勻、連續(xù)變化符合現(xiàn)實(shí)世界中道路的起伏特征,河流邊坡的高程變化也符合坡面的基本形態(tài)等。而將各種類型地表對(duì)應(yīng)的DEM鑲嵌成一個(gè)整體后,道路、河流溝渠、建筑區(qū)等地形的邊界亦能清晰地體現(xiàn)出來(lái),表明構(gòu)建結(jié)果很好地反映了真實(shí)的地表形態(tài)特征。3.3 建模效果分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]DEM構(gòu)建的多面函數(shù)加權(quán)抗差算法[J]. 陳傳法,李偉,李明飛,戴洪磊. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[2]地形平坦地區(qū)DEM生成算法的比較研究[J]. 寇程,柯長(zhǎng)青. 測(cè)繪與空間地理信息. 2013(07)
[3]一種由等高線構(gòu)建DEM的新方法[J]. 宋敦江,岳天祥,杜正平. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2012(04)
[4]機(jī)載InSAR系統(tǒng)精度分析[J]. 樓良盛,劉思偉,周瑜. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2012(01)
[5]水文地貌關(guān)系正確DEM的建立方法[J]. 楊勤科,師維娟,Tim R.Mc Vicar,Tom G.Van Niel. 中國(guó)水土保持科學(xué). 2007(04)
[6]高精度曲面建模:新一代GIS與CAD的核心模塊[J]. 岳天祥,杜正平. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2005(04)
[7]高精度曲面建模與誤差分析[J]. 岳天祥,杜正平,劉紀(jì)遠(yuǎn). 自然科學(xué)進(jìn)展. 2004(03)
本文編號(hào):2919300
【文章來(lái)源】:地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2020年03期 北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:10 頁(yè)
【部分圖文】:
人工條狀地形DEM構(gòu)建示意
基于此,本文首先依據(jù)地形要素的邊界,如道路的邊界線、河道的岸線等,將各類地形從原始數(shù)據(jù)中提取出來(lái)。然后基于所提供的原始數(shù)據(jù)中各地形要素的屬性代碼,對(duì)具有明確定義的要素,如道路、建筑面等,進(jìn)行歸類處理;對(duì)于溝渠和微丘等未有明確代碼的地形,根據(jù)等高線、陡坎線等特征線分布狀況,并結(jié)合地形內(nèi)部高程數(shù)據(jù)與鄰域高程信息的對(duì)比情況,確定其歸屬要素類型。最終,將要素歸并為道路、建筑面、平直面、邊坡、河道、微丘、溝渠以及其他8種地形類型,并得到區(qū)域內(nèi)地形要素分類結(jié)果(圖3)。3.2 研究區(qū)域DEM構(gòu)建
在研究區(qū)域地表分類的基礎(chǔ)上,按照2.2—2.4節(jié)所述的方法,對(duì)不同地表類型分類DEM建模,其中道路與邊坡區(qū)域采用上文敘述的條狀地形建模方法,建筑物基底及平直面采用語(yǔ)義建模方法,微丘采用高精度曲面建模方法,其他區(qū)域采用普通構(gòu)建TIN結(jié)合陡坎線強(qiáng)化表達(dá)方法進(jìn)行建模,各個(gè)區(qū)域構(gòu)建DEM的分辨率設(shè)置為1 m×1 m。最后將不同部分結(jié)果鑲嵌成為一個(gè)整體,各種類型建模結(jié)果及鑲嵌結(jié)果如圖4所示。從圖4中可以看出,每一類地表的DEM構(gòu)建結(jié)果都有其自身的特點(diǎn),如道路高程的均勻、連續(xù)變化符合現(xiàn)實(shí)世界中道路的起伏特征,河流邊坡的高程變化也符合坡面的基本形態(tài)等。而將各種類型地表對(duì)應(yīng)的DEM鑲嵌成一個(gè)整體后,道路、河流溝渠、建筑區(qū)等地形的邊界亦能清晰地體現(xiàn)出來(lái),表明構(gòu)建結(jié)果很好地反映了真實(shí)的地表形態(tài)特征。3.3 建模效果分析
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]DEM構(gòu)建的多面函數(shù)加權(quán)抗差算法[J]. 陳傳法,李偉,李明飛,戴洪磊. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[2]地形平坦地區(qū)DEM生成算法的比較研究[J]. 寇程,柯長(zhǎng)青. 測(cè)繪與空間地理信息. 2013(07)
[3]一種由等高線構(gòu)建DEM的新方法[J]. 宋敦江,岳天祥,杜正平. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2012(04)
[4]機(jī)載InSAR系統(tǒng)精度分析[J]. 樓良盛,劉思偉,周瑜. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2012(01)
[5]水文地貌關(guān)系正確DEM的建立方法[J]. 楊勤科,師維娟,Tim R.Mc Vicar,Tom G.Van Niel. 中國(guó)水土保持科學(xué). 2007(04)
[6]高精度曲面建模:新一代GIS與CAD的核心模塊[J]. 岳天祥,杜正平. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2005(04)
[7]高精度曲面建模與誤差分析[J]. 岳天祥,杜正平,劉紀(jì)遠(yuǎn). 自然科學(xué)進(jìn)展. 2004(03)
本文編號(hào):2919300
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