[發明專利]一種定量評估數字高程模型保真精度的方法

有效

• 申請號: 201210397741.9
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN102930146A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 張錦明;游雄;王光霞;張威巍;張寅寶
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及一種定量評估數字高程模型保真精度的方法。?

背景技術

當前，數字高程模型（Digital?Elevation?Model，DEM）精度的研究主要集中在數值精度評估方面，常用的數值精度評估方法包括中誤差法、傳遞函數法、協方差函數法、影像分析法（參見柯正誼，何建邦，池天河.數字地面模型[M].北京：中國科學技術出版社，1993.胡鵬，吳艷蘭，胡海.數字高程模型精度評定的基本理論[J].地球信息科學，2003，(3)：64-70.唐新明，林宗堅，吳嵐.基于等高線和高程點建立DEM的精度評價方法探討[J].遙感信息，1999，(3)：7-10.ZHOU?Xinghua,ZHAO?Jixian,et?al.Research?on?Interpolation?and?Accuracy?Assessment?ofDEM[J].Science?of?Surveying?and?Mapping，2005,30(5).湯國安，陶旸，王春.等高線套合差及在DEM質量評價中的應用研究[J].測繪通報,2007，(7)：65-67.），以及基于地形描述誤差的綜合判定方法（參見湯國安，龔健雅，陳正江，成燕輝，王占宏.數字高程模型地形描述精度量化模擬研究[J].測繪學報，2001，30(4)：361-365.王光霞，朱長青，史文中，等.數字高程模型地形描述精度的研究[J].測繪學報,2004，33(2)：168-173.）。?

保真度是判斷DEM是否保持了實際三維空間或原始三維數據所具有的在相鄰區域無沖突的三維特征和高程邏輯一致性的標準（參見申浩，荊鑫鑫.DEM高保真問題探析[J].測繪工程，2011，20(1)：30-32.），這恰恰是中誤差法、傳遞函數法、協方差函數法和影像分析法等難以確定解決的問題，即無法確定DEM對原始地形的保真程度，因此基于“視覺精度”評估的等高線回放法成為DEM形態精度評估的主要方法，等高線回放法可以有效剔除局部粗差，較好地保證DEM數據的整體質量。但是等高線回放法工作量較大，且多為定性描述，缺乏定量描述指標，導致受人為因素影響較大。?

許多學者提出了不同的定量評估指標，用以實現等高線回放的定量描述。湯國安等（參?見湯國安，陶旸，王春.等高線套合差及在DEM質量評價中的應用研究[J].測繪通報,2007，(7)：65-67.）依據“1：1萬DEM數據等高線回放檢查時，同名等高線偏移不大于1/2等高距”的規定，運用等高線套合差指標定量評估DEM精度。江帆（參見江帆.DEM表面建模與精度評估方法研究[D].鄭州:信息工程大學測繪學院,2006,6.）、朱長青等（(朱長青，王志偉，劉海硯.基于重構等高線的DEM精度評估模型[J].武漢大學學報(信息科學版)，2008，33(2)：153-156.）提出用原始等高線和重構等高線間的面積差與原始等高線長度之比（即重構誤差），作為DEM精度評估指標。王志偉（王志偉.基于重構等高線的DEM誤差模型研究及應用[D].鄭州:信息工程大學測繪學院,2007,6.）在重構誤差的基礎上提出了等高線的最大重構偏移誤差和平均最大重構偏移誤差兩個指標，利用這兩個指標反映局部區域內DEM與實際地形的吻合程度。王光霞等（王光霞，邊淑莉，張寅寶.用回放等高線評估DEM精度的研究[J].測繪科學技術學報，2010，27(1)：9-13.）同樣在重構誤差的基礎上，增加重要地性線回放偏移誤差指標反映原始等高線和重構等高線在地形特征表達上的差異。上述研究都對等高線回放法的定量評估做出了有益的探索。?

無論是利用等高線套合差還是利用等高線重構誤差等指標定量評估DEM保真程度，都必須解決兩個關鍵問題。一是高保真重構等高線的生成，雖然基于DEM重構等高線的算法效率較高、健壯性較好，但是重構等高線的質量并不理想，尤其在平坦區或DEM尺寸較大時，歧義性和折線現象比較嚴重（王春，陶吻，賈敦新，朱雪堅.規則格網DEM地形描述形態精度研究[J].地理信息世界，2008，1：46-52.）。二是同名等高線的匹配，由于原始等高線和重構等高線之間并不是一對一的簡單關系，而是一對多、多對一甚至多對多的復雜關系，同名等高線的匹配存在一定難度。這兩個關鍵問題都可能需要大量的手工編輯操作，導致等高線回放法可操作性較差。?

更為重要的是，各種評估指標都沒有形成系統的DEM保真精度評估標準，雖然可以評估同一實驗區域、不同插值算法建立的DEM之間的差異，但無法確定DEM保真質量是否已經達到生產和應用的需求，進而無法確定DEM多尺度轉換的適宜范圍等關鍵性問題。?

發明內容