7.数字高程模型数据质量分析与控制.ppt

高程内插误差 不管采用哪种内插算法，内插点的计算高程与实际量测高程之间总存在差值。高程内插的误差一方面和选用的数学方法(内插算法)有关，另一方面和采点的方式有关。 常见的人为误差 漏输或错输高程注记点 矢量化过程中由于要在效果并不太好、密密麻麻的底图上寻找大量高程注记点及其高程值,很容易使矢量化人员错输或者漏输山头上的高程注记点,这样造成的影响是产生许多错误地形,如平顶山。因此,在数字化过程中要特别留意对高程注记点的全面、正确赋值。 常见的人为误差 等高线赋值误差 等高线赋值误差是一个比较常见的问题。将A、B两条等高线的值由200和250错赋值为1000和750，使得原来平缓的山坡变为有陡崖,地形非常复杂的山坡。将等高线由280错赋值为100,使得原来凸出来的台地变为凹下去的台地。 这种对实际地形、地貌的错误描述严重影响DEM的精度。减少这种误差除了需要加倍仔细外,提高识图技能,掌握必要的地形、地貌知识也是很重要的。 DEM构造误差 对于一些特殊地形、地貌并没有输入错误,但是也可能出现较大误差。对于这种情况,必须实施一些专业的技术处理。 对“陡崖”地貌的表示 遇到陡崖的时候,地形图上一般都会有特定的符号表示。这种情况若按照地形图上等高线的画法来数字化等高线,即使将等高线正确赋值、没有遗漏,也不能够把实际地貌表现出来。必须对陡崖出现的地方进行专业化处理,把断掉的等高线按照实际走向连接起来,并且密集一些。至于陡崖符号,只是一种表示符号,不能把它当作等高线连接起来 DEM构造误差 消除“平顶山” 地形图中有一些山头有高程注记点,但是仍然有许多小山包没有加高程注记点,遇到这种情况应该人为添加高程值不超过一个等高距的高程注记点,或者借用大比例尺地形图上的有效高程点,否则插值得出的DEM会出现平顶山。 误差分类（观察的角度） 系统误差 跟物理方面的因素有关，也即它们可能源于摄影胶片 的温度变化或测量仪器本身。另外，测量仪器在使用前缺 乏必要的校正，或者因为观测者自身的限制(如观测立体的 敏锐度或未能进行正确的绝对定向等)，也有可能产生。 系统误差一般为常数，也可以互相抵消。 偶然误差 对同一目标的量测由于观测误差的存在，其测量值会有所不同，且不表现出任何必然规律。 粗差 实质是一种错误。同随机误差和系统误差相比，它们在测量中出现的可能性一般较小。 原始数据误差处理 DEM原始数据的质量可使用原始数据的三个属性(即精度、密度和分布)的质量来衡量。 涉及DEM原始数据质量的重要因素是 数据点自身的精度。 主要方法 1、滤波法：分离数据集合中人们感兴趣的主要信息与其余的作为随机噪声的信息。 2、基于趋势面及三维可视化的粗差检测与剔除 3、基于坡度信息的格网数据粗差检测与剔除 4、基于等高线拓扑关系的粗差检测与剔除 基于趋势面及三维可视化 对于一个特定的研究区域，在三维透视图上 可疑点是否表现为粗差非常直观，很容易据此作 出正确判定。 基于坡度信息的格网数据 1、坡度阀值检测：检测P点周围的(八个)坡度值，判断其是 否正常，也即坡度值是否超过某一预先设定的阀值； 2、局部邻域坡度一致性检测：检查横跨P点的四对坡度差值 的绝对值，以确定是否有差值超过给定的阀值； 3、远邻域坡度一致性检测：检测跨越P点周围八邻域点的每 个点的坡度差值是否超过给定的阀值。 主要步骤 对起伏不平的地区它产生了过于平坦化的不良结果， 而在平坦地区它又产生了一些不自然的特征。 整体效果 所有接受或拒绝一个点的既定准则都建立在绝对的意义之上。 缺点 基于等高线拓扑关系 1）、同一条等高线上的各个数据点高程值相等； 2）、等高线为连续的曲线，一个拓扑节点最多只能连接两条高程 值相同的等高线，高程值不等的等高线不能相接，不能相交； 3）、相邻等高线的变化应是渐进的，并适应实地坡形变化的规律。 等高线特征 1）、空间位置错误 ：错误的悬挂线、两条等高线相交和同一等高线 应该连接处未能相连 2）、赋值错误：首尾相连两条等高线高程值不等、相邻等高线高程 值突变。 错误类型 等高线错误图示 DEM精度的数学模型 精度：误差分布的密集或离散程度 分布规律：P(X=xi ) = pi xi为随即采样点值 n 数学