新数字高程模型 理论、方法、标准和应用PDF电子书下载

第一章 地球表面的认识论 1

1.1DEM是对地形表面的数字认识 1

1.1.1数字地面模型定义 1

1.1.2数字高程模型定义 2

1.1.3DEM的类别和再定义 2

1.2测绘科学中的地形表面 3

1.2.1两种不同的地面（高程）观的对话 3

1.2.2地面认识的实践观 5

1.3地球表面的测量 5

1.3.1地球形状和大小是测绘科学的基本问题 5

1.3.2正确测量是所有DEM的基础和前提 6

1.4小结 7

第二章 建立DEM的空间数据基础 9

2.1测量得到的数据及其质量 9

2.1.1地形测量途径 9

2.1.2摄影遥感测量途径 14

2.2地图上得到的数据及其质量 16

2.2.1制图综合引起的误差 16

2.2.2地貌综合引起的误差 17

2.3DEM的生成技术途径 18

2.3.1摄影测量 18

2.3.2地形图 20

2.4小结 22

第三章 DEM的误差理论 25

3.1DEM的误差研究历程 25

3.1.1传递函数的精度估计 26

3.1.2柯正谊等对DEM精度估计意见 26

3.1.3李志林等对DEM的精度评价 27

3.1.4实际运用DEM的精度检验、评价方法中的理论问题 27

3.2两种对立的DEM误差观念 27

3.2.1两种误差的概念 27

3.2.2两种对立的DEM误差概念 29

3.2.3纯随机误差论的误差量值及其计算 30

3.3原始数据误差对内插函数结果的影响 35

3.3.1影响分析的理论依据 35

3.3.2线性内插时的误差传播 36

3.3.3三角形上线性插值中的误差传播 37

3.3.4双一次拟线性内插中的误差传播 38

3.4几种常用DEM内插函数的逼近误差 38

3.4.1若干具体设定 39

3.4.2采用高程点间、等高线间线性插值的逼近误差 39

3.4.3三角形上线性插值的逼近误差 40

3.4.4双一次拟线性插值的逼近误差 41

3.4.5本节公式分析 41

3.5两种误差的性质和DEM的误差检核 41

3.6DEM中偶然误差和内插误差的综合作用 43

3.6.1纯随机误差论的组合模型 43

3.6.2数值逼近论的组合模型 43

3.7小结 44

第四章 DEM误差逼近论模型与实验分析 46

4.1DEM精度评定的逼近论模型 46

4.1.1采用高程点、等高线间线性插值生成DEM 46

4.1.2采用三角形上线性插值生成DEM 47

4.1.3采用双一次拟线性插值生成DEM 48

4.2“DEM地形描述精度量化模拟研究”重要的启迪 48

4.3重要实验的若干解释和分析 51

4.4DEM高保真问题 53

4.4.1中误差概念不能保证高保真 54

4.4.2逼近误差概念与高保真 54

4.4.3高保真与地形结构线 59

4.5DEM的必须综合问题 60

4.5.1特征点、线高程和格网点上的高程 60

4.5.2DEM的高程综合原理 63

4.6小结 64

第五章 生成DEM新技术方法——MADEM1 65

5.1MADEM1的原理 65

5.1.1DEM生成中的3个重要问题 66

5.1.2MADEM1原理 66

5.2MADEM1的方法步骤 69

5.3MADEM1的误差分析 70

5.4几点讨论 74

5.5DEM生成方法实验及效果比较 76

5.5.1试验数据获取 77

5.5.2DEM的构建 77

5.5.3DEM精度的回放等高线法的评价与比较 83

5.5.4分析和结论 94

5.6DEM规模生成和实验 96

5.7MADEM1对球面的逼近实验 101

5.7.1当Z的间距为100时 101

5.7.2当Z的间距为50时 104

5.7.3当Z的间距为25时 105

5.7.4分析和结论 110

5.8小结 111

第六章 已知高程点集时的MADEM2方法 112

6.1DEM生成中TIN方法之严重理论缺陷 112

6.1.1平面上Delaunay三角形结构与三维地表面三角形逼近面结构之差 113

6.1.2平三角形、特征（F-S：Specific Feature）点集和似平三角形 114

6.1.3点集的高程级差和限制Delaunay三角化 114

6.1.4内插单元之判定和复杂性分析 118

6.2离散点集的加权Voronoi图内插方法—MADEM2 118

6.2.1加权Voronoi图内插原理 118

6.2.2MADEM2方法 121

6.2.3MADEM2算法复杂性分析 121

6.2.4误差分析 121

6.3实验和分析 122

6.3.1基于JX4采集数据上的实验 122

6.3.2基于地图上离散点数据上的实验 122

6.4小结 124

第七章 DEM产品的质量管理 125

7.1DEM的质量标准 126

7.1.1DEM生产过程中各阶段误差的概述 126

7.1.2暂行DEM精度标准和检测 127

7.2DEM生产过程中各阶段的质量管理 128

7.2.1DEM原始资料及数据的检测 128

7.2.2DEM内插精度标准建议 129

7.2.3DEM内插阶段精度检测建议 130

7.2.4DEM总的精度标准和检测 131

7.2.5DEM验后精度检测 132

7.3有效改进各阶段误差的手段 132

7.4小结 133

第八章 大区域DEM集成、生成、可视化 134

8.1大区域DEM集成 134

8.1.1大区域DEM的度量空间——地球信息度量空间 134

8.1.2大区域DEM的空间数据组织和空间数据处理 135

8.1.3大区域DEM可视化方案和数据组织 136

8.1.4大区域DEM空间分析 138

8.2大区域DEM生成的关键技术 138

8.2.1大区域DEM内插模型的尺度空间研究 138

8.2.2采用等高线和高程点数据生成大区域无缝DEM 139

8.2.3采用离散点或海深测线数据生成无缝DEM的实验 140

8.3大地形三维可视化 141

8.3.1大地形三维可视化概述 141

8.3.2基于二叉树的大区域地形实时可视化 144

8.3.3场景渲染与三维分析 166

8.4小结 174

第九章 地形结构线提取及其宏结构化 175

9.1地形结构线提取方法分析 175

9.1.1基于几何形态分析原理 176

9.1.2基于地形表面流水分析原理 178

9.1.3几何形态分析与地表流水模拟相结合的方法 179

9.1.4方法途径的逻辑分析 179

9.2基于距离变换的几何特性与流线追踪相结合的提取法 181

9.2.1基本思路 181

9.2.2数字地表流线模型的建立 182

9.2.3谷底线的提取 187

9.2.4方法比较 190

9.3谷底线的评价与结构线宏结构化的提出 193

9.3.1谷底线评价的一般方法 194

9.3.2谷底线评价指标分析 194

9.3.3本文采用的评价指标及宏结构化思路 196

9.4汇流区分割与汇水量计算 198

9.4.1汇流区分割算法 198

9.4.2汇水量的计算 199

9.5宏结构化的具体实现——“分层摘叶”法 201

9.5.1单线宽谷底线集合的若干概念 201

9.5.2“分层摘叶”法的具体实现 202

9.6谷底线毛刺的删除与重要谷底线的选取 204

9.7小结 206

结语 208

参考文献 214

附录13种主要内插函数模型的误差估计 217

附录2激光雷达技术概述 229

附录3DEM的规范化应用模块 254

附录4DEM精度研究述评 280