DEM精度评估方法的研究与实践

付琼

【摘要】现在有关大地模型和实际大地模型之间的精度误差分析是现在DEM精度研究的重点，如何找到它们之间的相关联系和因素是我们急需解决的问题，必须减少误差及找到它们之间的误差关系式。现在的有的DEM模型的精度已经达到了一定的标准，但是还没有具体的规范，所以我们就应当从现在的一些DEM模型的精度出发，规范和建立DEM模型精度，使以后的建立DEM更加的符合实际，更加的准确。只有这样我们才能更加有效逼真的把实际的地形特征展现出来，当然，这也是DEM精度评估所研究的重点，在实践个过程中会有很大的困难，要找到有效合适的办法克服这些困难，为以后的发展和地球科学这门科学提供其更好的用处，必须为科学提供更好的参数和模型来支持地球科学。其实DEM精度的评估说得简单一些就是实验人员设想将起伏不定，地形復杂多变化的特点一一用简单的方式展现在人们面前，也为估测地震多发区和勘探等提供一定的技术支持。研究人员将这些变化进行分析和研究，通过统一量度和串插一些数学模型最后形成一种通用的表达式，使得最后的评估方法，评定的结论具有一定的规律性和准确性，这对整个评估结论具有很大的意义。目前DEM精度评估的方法很多，本文通过从DEM精度和地形复杂性之间的关系，地形的坡度和分辨率的关系以及地貌因素做了有关的研究和一些新的方法来实践。

【关键词】DEM精度；评估方法；研究

一、前言

DEM就是将高过程模型进行数字化处理，它是GIS里面最为重要的有关于空间的数据资料，它也是进行地形等各方面地质勘探等分析处理需要的核心数据。就现在看来，我国的DEM发展情况主要是1∶6万和1∶26万的DEM处理方式，并且可以在多个方面进行分析和利用，例如可以在测绘、资源勘探、污染环境方面、以及防治灾害方面起到了很大的作用，是当前中国有关科研单位和政府防治部门必备的一项技术。它具有简单易操作的特点，给工作带来很大的方便。但是，DEM现在存在一个很大的问题，就是现在社会快速发展，人们对物质需求也随之增加，对物质的勘探就要求准确且快速。现在的DEM数字高程模型的精度已经完全不能满足现代人的追求，国外等各类DEM已经开始不断的开发和提升，对DEM误差的存在控制也获得了一些进展。通过一系列的加强和规范标准，对DEM的数据精度采集并研究，现在已经可以为GIS等用具分析各类的地形及产品提供可靠 带来可用价值和理论上的意义。比如现在常用的就是数据离散化，从而构建成一个T型模式，这种方式直接明了，很让大多数用户喜欢。但是，使用这种方式的话，就会出现原始的数据离散化以后就会丢失一部分，只有那些等高线图形和数字化的等高线数据保存了下来，这就造成了二次误差的产生，使最终结果不太可信。这里的等高线指的是数据离散化以后，对采样点的插值处理，使它的曲线更加完美好看的一种方法。它最后表达的是一种非常抽象的曲线形势，虽然有了坐标体现，但是它始终是一种老式制图方式，没有创新性和可视性。唯一的好处就是它对地面高程和地形变化可以直接的表达。特别是在地貌的形态表现上可以呈现出高质量的画面，简称TIN方式。这是GIS中关键所在。本文详细的讨论了在等高线基础上来研究DEM的构建和其精度的分析，如何评估和实现。针对TIN的DEM构造中出现的“平三角形”，主张一些可以减少其存在的方法，这就包含了增加特征点和拉格朗日插值多线式的算法。

二、DEM作用及精度评估的意义

DEM虽然是数学表达式，而且其离散的特性给人们简单的表现形势，主要从事地球科学研究的人员利用DEM的次数非常之多，因为它会给研究人员清楚的表达直观的地球的各种各样的地貌形态，DEM数据通过相关软件的处理和分析把这些地质资料体现成图形的形势，就可以清楚的观察出各种地形之间的区别和联系。所以，DEM技术可以较为准确的把地貌体现出来，是普遍且受人喜欢和关注的技术形势。现在有关DEM类型的研究主要就是在地貌类型的描述上占了大多数，关于怎么样确定不同的因子来准确的描述和刻画不同的地形特征这方面的研究成果还有待提高，相对于其他方面的研究还是比较少。有关地貌方面的DEM我们主要选用1：5万的比例尺进行200多个不同区域的数据测试计算，通过基于网格DEM进行了不同地形的因子计算，也获取了一些因子值，比如就高程、坡度、凹凸系数都会显现出来。通过以上的试验，已经得到了一些有价值的结论：坡度平均值最小、坡度变化率平均值最小的是丘陵地貌；相对高差平均值最小、凹凸系数平均值最小的是黄土地貌；坡度变化率平均值最大的是中山地貌；平均高程最大、相对高差平均值最大的是冰川地貌。通过分析，我们可以认为DEM在实验中精度还是缺乏高度，可能原因就是选地的因子还是很少，不够全面的分析结果，有待加强。再一个原因认为是地貌类型不够客观的描述，复杂程度过于简单化，就靠几个因子是不能够全面准确描述的。

三、DEM评估精度提高的有效方法

现在有关于DEM评估精度提高的方法有很多，但是认为比较合适的方法就是利用等高线图。等高线图的产生是DEM地形分析的基础和最主要部分。具体方法如下：等高线图就是将地形点的各个值进行正射投影，处于二维化形势的正射投影有时还不够满足人们的需求。这就需要我们将等高线图和视觉效果联系起来，随着3D发展以及DEM中隐含的三维数据的特征所表现出来，我们把等高线图还可以三维化进行处理，这样就可以看到立体的多样化直观的等高线图，大大的提高了DEM评估精度。就目前为止，三维化等高线图主要有两种方法：三角网法和格网法。两者算法形势上存在一定差异，但具有个字的特点。

四、结语

从本文可以看出研究DEM主要就是将数据离散化数字化，最后形成可视的三维图形进行分析和研究。而模型精度的重要所在就是利用有影响的地形建模质量等有关的因素，并且将这些影响因素进行处理，减少误差的产生，最后将这些抽象的数值利用相关的数学公式进行计算加以描述。所以，寻求和完善算法及数学模型的建立是检测DEM精度的有效方法，同时也必须将DEM的标准进行很好的规范，使DEM模型更加的准确和逼真，只有这样才能很好的表现地面特征等重要信息。我们已经从有关DEM精度评估的方法上进行了多方面的研究，为了以后精度的评估提供了多方面的数学模型和计算方法。可视现在的土地勘探更加的广阔摄入，有些复杂多变的地形在之前的研究实验中没有经历过试验，无法确定在其他地形中的准确性。这种情况我我们就必须要考虑其他的影响因素，包括：地图用途、地图比例尺、地面分辨率、地貌类型、地形变化的复杂度、地形坡度等等。我们需要以后在DEM的建立和精度评估方法中更多的思考，提出更加科学有效的方法。

参考文献：

[1]柯正谊，何建邦，迟天河·数字地面模型[M].北京：中国科学技术出版社， 1993·

[2]李志林，朱庆·数字高程模型[M]，武汉：武汉大学出版社， 2001·

[3]张海荣·GIS中数据不确定性研究综述[J].徐州师范大学学报（自然科学版）， 2001， （4）： 66O68·

[4]张卫柱，刘平芝，熊顺·数字高程模型（DEM）精度评估 [J].解放军测绘研究所学报，2002， （3）： 27O30·

[5]汤国安，赵牡丹，曹菡·DEM地形描述误差空间结构分析[J].西北大学学报， 2000， （4）： 349O352·