山区等高线内插生成DEM的精度评价.pdf

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1、第29卷第3期地质找矿论丛VoI．29NO．32014年9月：433—437ContributionstoGeologyandMineralResourcesResearchSep．2014：433—437山区等高线内插生成DEM的精度评价王浩宇，胡吉平，谭衢霖，徐潇(北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)摘要：文章以中国北方山区为试验研究区，对其大比例尺地形图进行了等高线矢量化，利用典型的3种内插算法分别建立DEM。然后采用数值精度指标结合显著性检验进行精度定量分析，并辅以视觉特征上能够体现插值质量的方法(地形属性可视化分析和等高线分析)对生成的DEM进行质量评价。结果表明，TIN

2、方法生成的DEM精度最高，且晕渲图能够较好地反映山区的真实地形，由其回放的等高线与原始等高线吻合度高；相对高差越大，TIN插值较IDW插值的优越性越明显。关键词：矢量化；等高线；DEM；内插；精度评价中图分类号：P208；P283．8文献标识码：A据，并充分考虑地形特征，但计算较繁琐¨4]。IDW是利用邻近已知点的数值进行加权运算获得单元0引言值]，距离中心越近的点其估算值越受影响。Krig—ing内插法假定采样点之间的距离或方向可以反映数字高程模型(DigitalElevationModel，简称表面变化的空间相关性，可在有限区域内对区域化DEM)是数学地质、遥感地质、矿产资源评价和成矿变量

3、进行无偏最优估计。由于生成DEM时形成的预测应用分析的重要基础数据，也是遥感和GIS应各种误差会不同程度地影响其质量，严重降低DEM用中进行3维空间数据处理与地形分析的核心数相关产品的可信度]。因此，获取高质量、高精度的据口]，DEM数据的精度对应用效果有重要的影响。DEM是进行相关地学分析的前提条件。迄今为止，利用测绘资料生成DEM的成熟方法是将现有地形图数字化，通过插值生成DEM。DEM1DEM精度评价方法内插算法是生成数字高程模型的核心，它贯穿于DEM生产、质量控制、精度评定及分析应用之中。典型的插值方法有3种：TIN(TriangulatedIr—研究测试区为吉林省延边朝鲜族自治州天宝

4、山regularNetwork)，IDW(InverseDistanceWeigh—镇中西部，选取面积为16km的山地2处(分别为ted，反距离加权)及Kriging(克里格)法。TIN为一区，二区)，一区最高海拔970m，最低480m，相对不规则三角网的缩写，是用一系列无重叠的三角形高差较小；二区最高海拔1150m，最低640m，相对来模拟陆地表面，其高度值(z值)连同z，Y坐标一高差较大。首先将天宝山镇1：50000地形图用起存储在结点，由这些结点来构成三角形。正是由R2V软件进行矢量化，获得间距为10m的等高线；于不规则三角网具有数据灵活多样、能进行地形分然后用高线生成不规则三角网(TI

5、N)，并内插到规析和很好的3维显示，在地理信息系统应用中的作则格网的DEM_7；再将等高线离散化，分别用“地统用举足轻重]。该方法适应于任何复杂的图形数计向导”中IDw和Kriging算法生成DEM。这种收稿日期：2O13一O4—27；改回日期：2013—07—26；责任编辑：赵庆基金项目：国家自然科学基金项目(编号：51078020)、中央高校基本研业务费专项项目(编号：2012JBM078)资助。作者简介：王浩宇(1989一)，男，硕士研究生，研究方向为遥感技术地学应用。通信地址：北京市海淀区上园村3号，北京交通大学土木建筑工程学院；邮政编码：100044；Email：12121230@b

6、jtu．edu．cn434地质找矿论丛从地形图原图上采集数据制图，是目前投资小、周期质量]，采用一些视觉特征上能体现插值质量的方短，符合实际的一种有效方法]。在各研究区布设法。地形属性的可视化分析能客观反映DEM对地48个具有代表性的不同高程采样点，使其随机均匀形表达的质量，包括晕渲图和地形因子的可视化。分布在整个研究区域，本文利用这些采样点对生成本文选择晕渲图进行对比。通过地貌晕渲图可以探的DEM进行精度评价。测不同插值方法生成DEM高程数据中的异常部1．1数值精度指标分。DEM的精度取决于原始数据质量、采样精度以1．4等高线分析及内插方法等_1。利用数值精度指标评价各算法评价DEM质量的方

7、法有中误差法、传递函数精度，利用各插值方法得到的高程估算值与其实际法、协方差法和回放等高线法等。但中误差法仅适高程的误差来评价各插值方法的优缺点。高程估算用于地形起伏变化均匀的地区，协方差法把起伏地值与其实际高程的误差分别利用MAE(平均误差)，表看作随机函数，与复杂多变的地表不符口。另RMsE(均方差)，R。(拟合优越度)等公式计算_】：外，传递函数和协方差法都不能评价整个区域DEM的误差情况、