DEM精度控制
通過DEM獲得的地形參數與對象的精度與多個因素有關:
1)地表粗糙度;
2)取樣密度
3)格網分辨率
4)DEM格網算法
5)地形分析類型
上面提及的五方面除了地表粗糙度無法控制外,其他因素都可以控制。當然,弱國DEM本身精度不高,即使地形分析採用的算法很好,也無法獲得理想的結果。因此,在地形分析前進行DEM預處理是保證分析結果的必要手段。原則上,任何預處理都有三個主要目標:1)去除人為誤差;2)對地形做更好的估計;3)對水文/生態演變過程做更好的模擬。許多研究者想要通過在野外實測地表的一系列簡單基礎的地形參數來評估算法提取出的地表參數的準確性,然而,地表參數的真值實際上很難獲取到,主要的原因即是尺度。
DEM誤差類型與DEM差分
DEM誤差類型可分為:1)人為誤差;2)系統誤差;3)隨機誤差與噪聲。
不同數據源中的特定誤差類型
1 從等高線中獲取的DEM
空間將採樣以及地形綜合是從等高線中獲取的DEM中存在的最大問題。研究區域的不同區域等高線密度通常不同,因此等高線數據對插值算法相當敏感。該方法存在的另一個主要問題是:大量高程值被綜合了,這使得最終得到的DEM表面不能反映真實的地表粗糙度。
2 基於測量儀獲得的DEM
利用測量儀器同樣存在一系列的問題,如車載GPS的觀測數據與車輛行駛的區域情況有很強的相關性,通常平坦地區的觀測數據較密,而坡度較大區域或不宜到達的區域採樣則很稀疏。
3 基於機載掃描設備獲得的DEM
基於機載掃描設備獲得的DEM通常採樣密度高且較為規則。然而該類方法主要存在兩個問題:空白區域需要尋求適當的算法進行填補,如有云的區域;大量非地形要素被作為地形要素進行了記錄:如大量的建築物以及樹木等被作為山體進行了觀測。
DEM誤差的定量描述
有大量方法可以定量化描述DEM誤差,其中一個常用的標準方法是在垂直面上列舉高程誤差值,誤差值通過均方根誤差公示RMSE計算得到。圖1為不同測量技術的均方根誤差與價格(單位面積)之間的變化關係。
圖 1 不同測量技術的均方根誤差與價格(單位面積)的關係
真正的地形分析精度僅能通過測量地表參數與對象來評估,如測量水文線、地貌、視域等,接著在地形分析結果中對比它們的形狀、分佈、位置等。
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