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1、编号：09009410638南阳师范学院2013届毕业生毕业论文（设计）题目：DEM粗差剔除方法研究完成人：杨争艳班级：2009-06学制：4年专业：测绘工程指导教师：苏博完成日期：2013-04-20目录摘要(1)1引言(1)1.1选题意义(1)1.2研究现状(2)2DEM粗差探测与剔除方法研究(4)2.1基于三维可视化的DEM粗差探测与剔除(4)2.2基于高程信息的不规则分布数据粗差检测与剔除(4)2.3检测规则分布数据中粗差的算法(5)2.3.1基于参数统计的粗差检测(5)2.3.2基于参数统计的粗差
2、检测(6)2.3.3基于主成分分析的粗差检测(8)2.4检测不规则分布数据中粗差的算法(9)2.4.1基于点方式的算法(9)2.4.2基于粗差簇群的算法(10)2.5基于等高线拓扑关系的粗差检测与剔除(10)3基于趋势面的粗差探测与剔出方法研究(11)3.1获取数据采集后形成的原始DEM数据(11)3.2数据预处理(12)3.3粗差检测及修正(13)3.4实验分析(14)4总结与展望(17)参考文献(18)Abstract(18)DEM粗差剔除方法研究作者：杨争艳指导老师：苏博摘要:数字高程模型（DEM）作
3、为4D产品（DEM-数字高程模型、DOM-数字正射影像、DLG-数字线划图、DRG-数字栅格图）之一，是一种对地球表面的数字化描述和模拟，是地球空间数据基础设施的重要组成部分，是建立地形高程数据库和各类GIS（地理信息系统）库,进行地形定量分析等方面所必需的基础数据。数字高程模型的应用越来越广泛，可用于地学分析、二维地理空间上连续分布并逐渐变化的各种非高程属性数据的建模与分析。DEM的数据来源方式有地面测量（利用自动记录的测距经纬仪在野外实测）、现有地图数字化（利用数字化仪对已有地图上的信息如等高线、地形线
4、等进行数字化，目前常用的数字化仪有手扶跟踪数字化仪与扫描数字化仪）、空间传感器（利用GPS等进行数据采集）、数字摄影测量方法（这是DEM数据采集最常用的一种方法）。事实上,不管采用何种测量方法,测址数据总会包含各种各样的误差,可将误差分为三种,即系统误差、偶然误差和粗差。同系统误差、偶然误差相比,粗差实际上是一种错误,他们在测量中出现的可能性一般比较小。但是与前两种误差相比,粗差对数字高程模型所反映的空间变化的扭曲更为严重,因而粗差是影响DEM质量的重要因素之一。根据统计规律,常用2倍或3倍中误差作为极限误
5、差,即模型误差大于极限误差的观测数据被认为是粗差。粗差的产生主要出现在DEM的生产过程中，并最终表现在高程Z上。粗差的存在会造成数字高程模型(DEM)空间上的严重扭曲,有时能导致DEM及其产品严重失真,甚至完全不能使用。因而有关DEM的粗差诊断问题已愈来愈引起人们的关注。探测和剔除DEM数据中存在的粗差显得尤为重要。DEM有多种数据形式：规则格网、不规则格网、等高线、剖面图等,DEM原始数据可以规则格网的形式存在,也可能以不规则分布的形式存在,以规则格网形式存在的数据具有一些独特的特性,比如高程数据能以简洁
6、而经济的方式存储在高程矩阵中。这些特性有助于数据粗差检测算法的设计也正因为如此,适合于格网数据的粗差探测算法可能对检测不规则分布数据的粗差毫无用处,因此对不同类型的数据,有必要设计不同的粗差检测算法与剔除算法。本课题是在对现有的DEM粗差探测法进行分析的基础上，重点分析基于趋势面的检测DEM粗差的方法，并证明其可行性。关键词：数字高程模型；粗差探测；粗差剔除第18页（共18页）1引言1.1选题意义数字高程模型(DigitalElevationModel,简称DEM)是以数字的形式按一定结构组织在一起，表示实
7、际地形特征空间分布的模型，也是地形形状大小和起伏的数字描述，由一系列地面点X，Y位置及其相联系的高程Z组成，是各种信息的载体，是地理信息系统(GeographicInformationSystem，GIS)技术中最重要的内容，是空间数据基础设施的重要组成部分，在生产中具有很高的利用价值。首先，它能够反映区域内的地形条件，为各用图部门提供地形基础，其次，用它制作沙盘，具有快速、简便、精确的优点，可用于军事指挥和模型演示；还可以用于农业部门的农田水利规划，水利部门的洪水淹没损失估算及水利建设的土方量计算，交通、
8、建筑等各建设部门的选址、规划，通讯部门信号覆盖范围的规划与计算，地址、勘探部门地形的分析，各旅游景点的规划及土地资源调查；也能用于二维地理空间上连续分布并逐渐变化的各种非高程属性数据的建模与分析上。可以说DEM数据具有广泛的应用潜力。目前，由于地理信息系统(GIS)的普及以及空间数据基础设施的发展和建设，DEM作为数字线化图(DLG)、数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)和数字栅格图(DRG)即“4D
