dem建模与不确定性分析

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1、《解放军信息工程大学》2009年加入收藏获取最新DEM建模与不确定性分析王耀革【摘要】：数字高程模型(DigitalElevationModel,简称DEM)是GIS空间数据库中赖以进行地学模拟和分析最为重要的基础空间数据。数字高程模型自1958年首次提出以来，其模型构建和精度问题就受到广泛的关注和研究。随着空间科学技术的发展，DEM数据在采集方法与数据精度上有了长足的进步，然而，由于地形表面的不确定性和DEM建模的复杂性，DEM不确定性M题的研究却相对落后于应川的研究。各类DEM误差的存在，不同程度的降低丁GIS分析与应川结果的准确性，加强DEM不确定性的

2、理论研究，是十分必要而紧迫的任务。本文对目前DEM模型的构建及DEM精度的研宂现状进行了分析和评价，总结出DEM研究存在的问题。在此基础上，本文从DEM插值方法存在的理论不足入手，提出了满足几何曲构造机理的格网DEM表面模型的构建7/法，并对构建的DEM表面模型的精度进行了详细的研究，首先根据误差传播理论，对DEM表面模型的传递误差进行了研究，接着研究了传递误差和地形表达误差在DEM表面模型整体误差中的比例，解决了不同DEM表面模型的地形适应性问题，并进一步研究了DEM误差的空间分布特征。本文所做主要研宄工作如下：1、高精度的Coons曲UfDEM表面模型构

3、建提出丫一种新的构建DEM模型的理论…根据格网单元上离散的格网数据与其相邻单元上的格网数据的空间趋势信息，构造格网单元上地形剖囬曲线的逼近曲线，再以此曲线力边界曲线，构建基于边界曲线的Coons曲囬DEM表面模型。实验证明Coons曲妞DEM表面模型的屮误差在数学曲面上和实际地形上都明显低于移动曲囬拟合法和双线性DEM模型的中误差，H.在实际地形上Coons曲面DEM表面模型的精度与双线性DEM模型的精度相比提高了15%—28%。2、研究了DEM表面模型的传递误差研究了DEM模型的传递误差及模型的传递误差与构建模型所用的格M数据数量之间的关系。3、建立了DE

4、M表面模型整体误差检测的数学模型研究丫DEM模型的整体误差与地形、釆用的内插方法和原始数据的质量之间关系。说明DEM模型的精度不仅仅与采样间隔和地形的复杂度有关，还与所选的DEM表面模型和原始数据的精度有关，是对公认的“DEM的精度主要収决于釆样间隔和地形的复杂程度”这一现象的补充。4、研宄了不同DEM模型的地形适应性研究了不同地形、不同的原始数据质量情况时不同DEM内插模型的地形适应性，便于实际应用吋决策模型的具体类型。5、建立了DEM误差空间自相关性精度模型从空间角度，研究了DEM误差的空间分布特征，揭示了数字高程数据误差的差异在空间上的相互关系。本文完

5、善了现有的DEM构建方法，为DEM建模及应川以及误差分析提供了更为可靠的理论依据和精度评估模型，力不同DEM模型的实际应川提供了决策模型，力制定DEM的质量控制标准和规范提供了科学依据。【关键词】：数字高程模型Coons曲面传递误差整体误差地形适应性空间自相关性【学位授予单位】：解放军信息工程大学【学位级别】：博士【学位授予年份I:2009【分类号】：P208【目录】：摘要7-9Abstract9-11第一章绪论11-251.1地形表达与数学模型11-141.1.1地形表达11-121.1.2数学模型12-141.2数字地面模型与数字高程模型14-161.2

6、.1数字地面模型141.2.2数字高程模型14-161.3国内外研宂现状及存在的问题16-211.3.1研宄现状16-191.3.2存在的问题19-21DEM模型的构建方面的不足19DEM模型的精度研宂方面的不足19-21在DEM模型的地形适应性方面211.4论文研宂的内蒋及意义21-241.4.1论文研究的内容21-221.4.2论文研宂的意义22-241.5本章小结24-25第二章DEM及其不确定性理论25-432.1DEM内插25-312.1.1内插方法分类25-262.1.2内插方法讨论26-302.1.3插值方法的联系30-312.2DEM的误差來

7、源31-342.2.1DEM原始数据的误差32-332.2.2DEM内插方法造成的误差33-342.3DEM精度分析的理论及方法34-382.3.1DEM精度的理论分析方法34-362.3.2DEM精度的实验评定方法36-372.3.3DEM精度的理论与实验相结合评定方法37-382.4DEM精度评估的模型38-422.4.1数值精度模型38-392.4.2数学逼近误差模型39-402.4.3地形描述误差模型40•2.4.4可视化模型40-42•2.5本章小结42-43•第三章基于Coons曲面的DEM表面模型43-73•3.1Coons曲面的DEM模型的构

8、建43-51•3.1.1插值算子的布尔（Boole）