[發明專利]一種多源DEM數據無縫融合方法及處理終端

有效

• 申請號: 201811073544.5
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109410736B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 劉勝旋;張寶金;關永賢;馬金鳳
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: G09B29/00
• 分類號: G09B29/00
• 代理公司: 廣州君咨知識產權代理有限公司 44437
• 代理人: 江超

本發明涉及一種多源DEM數據無縫融合方法及處理終端，所述方法包括如下步驟：步驟1：獲取需要融合的兩個DEM數據，并進行預處理，得到DEM_A和DEM_B；步驟2:在重疊區域繪制重疊線；步驟3:對重疊線進行等間距插值；步驟4:對重疊線上的每個插值頂點，分別從DEM_A與DEM_B中提取高程值，并生成邊界文件；步驟5:計算系統偏差；步驟6:調整高程值；步驟7:遍歷重疊線上所有的插值頂點，循環執行步驟6，得到調整高程后的數據；步驟8:根據平滑窗口的值，執行相應的平滑操作；步驟9:裁剪掉邊界外的冗余數據，得到融合后的DEM數據。本發明對多源DEM數據進行融合，實現拼接邊界無縫平滑過渡。

技術領域

本發明涉及DEM數據處理技術領域，具體是一種多源DEM數據無縫融合方法及處理終端。

背景技術

在進行測繪數據集成編圖時，常常涉及到多源數據的問題，例如收集的陸地高程、島礁高程與海洋水深數據；單波束測量數據與多波束測量數據；不同年度測量的數據；不同調查設備測量的數據等等，這些數據由于受到測量設備、安裝偏差、調查方法、處理方法等不同因素的影響，可能會存在分辨率、測量精度、測量垂直基準方面差異。如果是將這些數據簡單地合并在一起然后執行簡單的平均或重新網格化處理，必然無法實現多源數據對陸地高程與海底地形的一致性正確描述，特別是在不同源數據的重疊區域，會出現不同程度的臺階狀異常或等值線扭曲現象，從而無法達到實際使用需求的集成效果。

針對上述DEM(Digit Elevation model，數字高程模型)融合存在的問題，國內有不少學者提出了不同解決技術方法。例如楊國平、蘇媛媛等提出DEM的自由拼接技術；王明生研究了鐵路、城軌、公路等帶狀區域不等格網間距DEM的拼接與顯示技術；殷曉冬與鄭團結研究了海岸帶多源DEM數據的融合拼接技術，但都存在相關不足，主要存在以下幾個方面的不足：

(1)融合方法過于簡單

例如，對于楊國平、蘇媛媛等提出DEM的自由拼接技術，在A、B兩個DEM的重疊區域，如果一方存在無效數據、另一方存在有效數據，則以有效數據代替重疊區域的數據；如果雙方都存在有效數據，則通過二選一的簡單方法來確定重疊區域的數據。

殷曉冬等則是將多源數據進行水平測量基準的統一、垂直測量基準的統一、格式的統一后，合并在一起采用不規則三角網(TIN)方法快速重新構建DEM。由于重疊區域沒有經過差異性修正，融合后依然存在臺階性異常的可能性。

(2)不顧及多源數據的質量差異，權重相同

多源數據往往存在不同程度的質量差異，有些差異較為明顯。例如對于通過衛星測高數據反演獲得的陸地高程、重力異常、海洋水深等精度較低的背景數據，在與精度較高的實測數據進行集成編圖時，在重疊區域，我們僅僅需要調整背景數據而實測數據保持不變。但現有方法對兩種數據均賦予了相等的權重，沒有根據多源數據的質量差異而賦予不同的修正權重。

(3)沒有顧及多源數據的系統差

當多源數據存在系統差時，應首先根據多源數據的質量差異而賦予不同的權重進行系統偏差調整，以減小重疊區域的局部偏差，從而降低重疊區域的變形程度。但現有方法顯然都沒有顧及到多源數據的系統偏差調整。

(4)對重疊邊界有要求

王明生、鄭團結等在進行DEM拼接時，主要考慮了帶狀區域或矩形區域等規則形狀的拼接，即首先判斷兩個待拼接DEM是屬于上下拼接還是左右拼接，然后再采取不同的拼接流程。同時，現有的拼接方法對整個重疊區域內的數據點都依據至兩側邊界的距離進行距離反比加權運算后重新賦值，重疊邊界越寬，重新賦值的數據點就越多，反之則越少。為了控制重疊邊界的重新賦值范圍，需要拼接前進行數據裁剪。

以上的相關參考文獻如下：

[1]楊國平,王明孝.DEM的自由拼接及可視化檢查[J]測繪科學技術學報,2003,20(4):279-281.