空间插值方法的数字高程模型质量的影响

《空间插值方法的数字高程模型质量的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、空间插值方法的数字高程模型质量的影响GarAlnabiI.Mohamed,ElshamiM.Masaad,AwadelgeedM.Awadelgeed摘要：本文研究的主要目的是评估不同插值方法生成的数字高程模型（DEM）的质量以及各方法对质量的影响。影响的DEM质量的主要因素是：数据抽样方法，数据存储密度，地形复杂，内插法和插值参数。本文主要回答两个问题：什么是最好的生成DEM的插值方法以用来满足一定的应用所需的精度水平？根据什么标准，可以选择一种插值方法吗？为了回答这些问题我们进行了调查，使用三套数据和三种内插方法从不同的数据

2、源生成的不同数字高程模型。结果清楚地表明插值方法选择对生成DEM的质量的作用，一般来说，低密度和偏分布的数据集会产生的特定的DEM。调查还显示，在性能插值法中插值参数的重要作用。关键词:数字高程模型、空间插值,地形复杂,采样;模型质量。1.引言数字高程模型（DEM）是现有的或虚拟的物体及其环境的数字化表示。根据美国地质调查局的定义，格网DEM是以高程为权重的土地数字制图在固定的时间间隔内的表示，如x和y。本文所采用的正是这个网格DEM的广泛定义。数字制图提供了多样化的可能性，使人们有可能利用这些数字高程模型，以获取水文分析大量使

3、用定量和定性信息，自然资源管理，交通规划，确定的一项活动对环境的影响，计算洪水风险在城市地区，军事应用潜力的农业土壤侵蚀分析。插值是数学上的逼近问题，也是统计学上的估计问题。对DEM进行插值是利用临近点的高程来计算出未知点的近似高程值。插值技术背后隐含两个假设：(1)地形是连续的，平滑的(2)相邻的数据点具有很高的相关性。而通用的插值技术，可用于在任何应用领域，只要是连续分布的空间，并测量样品在此位置表面。虽然有不同类型的插值技术，但他们可以根据不同的标准进行分类。表1显示了一个简单的分类插值技术。插值过程的基本原则是，要估计的

4、表面可以被假定为具有以可数学内插算法为代表的某些特征。目前有许多插值方法可以用来产生数字高程模型(DEM)。然而,大多数生产商和供应商的数字高程模型没有提到插值算法用于产生野外和影响质量的数字高程模型。不幸的是,没有一个插值技术是普遍的适用于所有的数据来源、地貌现象或目的。基于这个事实,我们进行测试以调查DEM的插值方法对质量的影响。在此研究中,插值方法注定要帮助生产者和DEM的用户选择最佳的插值方法,可以应用于他们未来的工作中,而且要考虑到地形复杂、样本数据密度和分布。通过不同数据源选择最佳的插值方法，应该根据地表的真实形状来

5、进行插值计算。表1.插值技术的分类标准插值技术面积大小的插值点为基础,基于区域表面的准确性精确的拟合,拟合得更好光滑的表面线性、非线性连续性表面一步,连续严谨的功能精确,近似确定性问题功能、随机感兴趣的领域空间、光谱(如下频率)复杂的现象分析、数值迭代本文研究主要目标可以概括如下：-确定相对精度插值方法。-评价插值方法对数字高程模型(DEM)的质量的影响。-从使用不同的插值方法生产的DEM绘制的地图制图质量进行评估。本文已经准备了一个框架，对从各种来源的高程数据使用不同类型的插值方法，并对生成的DEM进行精度评估。对三个空间数据

6、源进行定量的统计测试，针对不同地形的进行不同的配置;第二部分介绍了研究中所选择的网站。第二部分是专门研究采用的材料和方法的描述。第三部分提出和讨论了GIS地理信息处理方法的结果。最后，在第四部分得出的结论。2.材料和方法2.1数据来源第一组的数据源包括四个地形图，比例尺为1:100000。研究地点选择如表2所示。基于UTM投影（区：35和36）对克拉克1880椭球的地图，并有10 m/20米（取决于地表粗糙度）的等值线间隔。这些地图由苏丹调查处（SSD）和英国军械调查处（英国OSD）在1970年和1980年的的编制。使用了地图数

7、字化和三重坐标点（E，N型，H）的转换。第二组数据是托蒂岛比例尺为1:2500地形图和间隔有0.25m等高线，由苏丹工程和数字化信息中心（SEDIC）在2004年生产，是一张基于UTM投影克拉克1880椭球（36区）的地形图。第三组数据时使用电子全站仪获取Aljiniana研究区的高程数据，采样点的区间范围是从50米到100米的沿道路中心线的高程。此外，沿斜坡变化，沿山脊线，山顶部的点的高度，沿着水道的基础，如断层线，全部都确定。高程数据集的准确性约为±厘米。由于道路几乎不是并行运行，他们跨越水道或途经的地形崎岖地区，高程数据样

8、本分布是不规则的图案。基于UTM投影克拉克1880椭球（35区）的数据集。研究区站点的边界坐标表（3）所示。2.2材料两个主要的软件是用来对数据进行处理后两个来源和可视化技术以及对结果进行分析。包括ArcGIS9.2和MicrosoftExcel软件。2.3方法