毕业论文课题相关文献综述

1.研究背景

随着计算机及GIS技术的发展，数字高程模型(DEM)及其不同的构建方法在各个领域的应用受到了普遍的关注。数字高程模型不但作为一种基础数据，更作为一种思想方法，在地学等领域发挥着越来越重要的作用。

DEM是地理信息系统地理数据库中最为重要的空间地理信息和赖以进行地形分析的核心数据。数字地面模型的基本理论与数据处理方法，全面地反映了地理信息系统空间信息分析的基本方法，它是多学科交叉与渗透的高科技产物，已在测绘、资源与环境、灾害防治、国防等与地形分析有关的科研及国民经济各领域发挥着越来越巨大的作用，也在国防建设与国民生产中有很高的利用价值[1]。因此为运用到它的各个领域构建出最合适的DEM责任重大，对比不同的构建方法，分析每种方法适用的情况是研究本课题的意义之一，对于每一个地形，想要从不同的角度得到最佳的效果就必须用多种方法来构建DEM，经过对比分析以后找到最合适的一个，这就是对DEM构建方法进行对比分析的最主要的意义。

2.研究意义

DEM是多学科交叉与渗透的高科技产物，它的重要特征是任何一个可转换为数字的地面特性数据，都与特定的三维地理坐标相结合。它在国防建设与国民生产中有很高的利用价值。因此构建DEM就显得意义十分重大，例如为线路工程而建立的DEM是为了便于求得线路纵、横断面上的地形信息，自动或半自动的求得最佳线路设计。利用DEM能方便快捷的进行库区等高线地形图的绘制、库区规划、坝线选择和坝轴线处河谷断面图绘制等。DEM可应用于军事工程方面，例如对飞行器飞行的各种模拟，有些模拟是非常复杂的，其中地形场景是真实世界的再现[15]。研究构建DEM的目的就在于能够使DEM应用于需要它的每一个地方，在每种情况下找出最合适的构建方法从而使他发挥最大的效益。

3.研究现状

数字高程模型是利用一组有序数据阵列对地表高度空间变化的定量表现,在地貌定量分析、流域水文和土壤侵蚀模拟分析、工程设计、遥感图像辅助分类等方面具有重要用途[2]目前，国内外已经形成很多成熟的DEM构建方法：

1、国外比较流行的ANU-DEM方法，即利用等高线、高程点、河流等基本地形信息，利用MichaelHutchinson教授提出的DEM插值算法[3],建立ANUDEM。这类DEM的特点包括:能够如实表现地面形态(terrainshape),如坡度和坡向等,因而正确表现地形的连续和突变;表面没有或很少有伪下陷点(sink),使地表径流能连续汇集[4]，它又被称为是一种水文地貌关系正确的DEM建立方法。

2、国内目前最常见的是基于数字地形图，通过多层高程信息构建TIN,再将TIN插值得到规则格网的DEM。这种方法简单易用，在我国得到广泛应用。它的优点是不受地形类型、数据密度限制(三角点密度可据地形复杂程度做出调整),数据冗余小。缺点是如果不加入新的高程数据而仅利用等高线和高程点,生成DEM将不能很好地反映河流(沟道)和流域边界等重要的水文地貌特征[5]。利用这种方法构建的DEM有很多的总体精度评价方法，如：协方差函数法，传递函数法，等高线回放法，任意点法，立体检测法[15]等。DEM的数据精度主要依赖于原始数据的精度和数据内插方法。其中内插方法的选取对最终DEM数据精度与地形描述精度具有十分重要的作用。一定的内插方法的使用都有其数据限定条件与地域限定条件。适用区域、精度、适用范围、局限性、表面变化和计算量等,都可能成为内插方法选取的重要限定条件。所以,没有绝对的最优方法,只有特定条件下的最优方法[8]-[9]。一般说来,DEM原数据的精度与其生产方式密切相关,不同的生产方式获得的DEM的精度也有所不同[10]。

3、由全野外测量数据构建DEM的方法，自80年代以来，全野外直接测量的仪器有了比较快速的发展，全站式电子速测仪逐步替代了传统的光学经纬仪、水准仪和平板仪，使得全数字野外测量成为可能。电子平板的相继出现也为全野外测量的发展奠定了基础，如日本的及国产的清华三维的EPSW2000电子平板、广州开思公司的电子平板等。近几年来，随着GPS技术的发展，轻小型的GPS接收机也被成功地用于野外测量中，这方面代表性的产品有瑞士Leica公司的Wild200及ZEISS的RS集成GPS接收机等。但是由于全数字野外测量方式本身受野外作业和所需人力大等因素的局限，一般适用于小范围、大比例尺和高精度的应用场合[6]。