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第二章DEM的数据获取


一、摄影测量数据采集方法 1、摄影测量方法特点
模拟摄影测量 机械辅助测绘 解析摄影测量 计算机辅助测绘 数字摄影测量 自动化测绘
数字摄影测量
~目标是由计算机代替人眼的立体量测与识别, 完成影像几何与物理信息的自动提取和表达。
~已是目前摄影测量主要的生产方式,常用的 有VirtuOzo、Jx-4C DPS、HelavaDPW等。
0.27/0.47 m (P/M) 最大成图 1:1000
Quick Bird SPIN
0.72/2.88 m (P/M) 最大成图 1:2000 2 m (P/M) 最大成图 1:10000
c、 侧视雷达影像 cm~m级 最大成图1:500
影像
3、 三维扫描成像仪(三维成像光谱仪)数据
影像
3、 三维扫描成像仪(三维成像光谱仪)数据 (1)工作原理:
2、航天遥感影像 使用具有立体像对的卫星影像
a、 资源卫星影像
SPOT HRV 10/20m (P/M) 最大成图 1:50000
SPOT HRS 5/10m(P/M) 最大成图1:10000
ASTER
15m(VNIR) 最大成图1:50000
b 、 高分辨率商用小卫星影像
IKONOS
1/4 m (P/M) 最大成图 1:5000
➢ 利用基于TIN的方法进行数据建模和随机栅格转换,是快速可靠的 生产高精度格网DEM切实可行的方案
第三节 DEM的生产流程
本节主要内容:
一、数字摄影测量的DEM生产流程 二、解析摄影测量的DEM生产流程 三、数字化地形图方法
一、数字摄影测量的DEM生产流程
1、生产流程
可以自动方式采样(实施规则格网采样方案、渐进 采样方案)
是快速获取高精度、高分辨率DEM的最有希 望的数据源!!!
由影像获取DEM数据的特点
作业速度快 作业范围大 作业经费省 工作自动化程度高 成果现势性好 建模比例尺覆盖1:500-1:1000000 是获取DEM数据的主要方法 作业对设备及技能有一定要求
二、地形图
地形图高程精度主要取决于等高线间距。
三、地面本身
使用全站仪、GPS等现场采集数据
在地面获取DEM数据的特点:
(1)工作量和劳动强度大 (2)效率低、费用高 (3)作业实施灵活方便 (4)适用于工程建模(小范围、高精度)
GPS采集数据
四、现有产品

Shuttle radar topography mission digital elevation model (SRTM DEM) is the free global DEM data at present 航天飞机雷达地形测图
地形图比例尺与等高距关系为:
1:20万
25~100m
1:10万
10~40m
1:5万
10~20m
1:2.5万
5~20m
1:1万
2.5~10m
通常认为高程精度达三分之一等高距。
由地形图获取DEM数据的特点
➢ 需有合适的地形图(比例尺、时间) ➢ 数据质量依赖于原图质量 ➢ 数字化会降低原图精度 ➢ 数据现势性通常较差 ➢ 是丰富而廉价的数据来源
地形特征点与格 网点共同存贮
混合采样的特点:
a、兼有格网型DEM和随机型DEM优点; b、数据存贮、管理、使用较为复杂。
实践证明:
混合采样能够解决很多在规则格网采 样和渐进采样中遇到的问题,是迄今 为止比较优化的选择,使用的也比较 多!
二、数字化地形图数据采集方法
1、手扶跟踪数字化 利用矢量数字化仪对原图数字化
作业过程:
(a)按预定的稀疏间隔采样形成稀疏格网数据点; (b)对某一格网内的地形分析判断,确定是否需
要 加密采点; (c)若需,则在该格网内加密采点; (d)重复步骤b、c,直至该格网不需加密为止; (e)处理其他稀疏格网,直至结束。
渐进采样
渐进采样的特点
(a)采点的分布和密度合乎地形复杂程度; (b)采样过程需要在线的计算判断; (c)数据的存贮、管理比简单格网复杂; (d)跟踪的路径太长,导致时间效率低。
数字摄影测量系统可以处理航片、卫片等多种 影像。
2、摄影测量的DEM数据采样方案
(1)沿等高线采样 控制测标在立体模型上沿等高线移动, 等距离间隔或等时间间隔地采点。
(2)规则格网采样 采样点的平面分布为规则方格网。
(3)断面采样 采样点分布在一组平行断面上。
(4)渐进采样(Progressive Sampling) 采样点分布由稀疏到密集逐渐加密,目的: 使采样点分布合理。
France, Shaded Relief and Colored Height
This image of France was
generated with data from the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). For this broad view the resolution of the data was reduced to 6 arcseconds (about 185 meters north-south and 127 meters east-west), resampled to a Mercator projection, and the French border outlined.
对每个扫描像元探测记录地表辐射值形成影像。 同时测出像元a至地表的斜距,由已知的影像外方位 元素(GPS+IMU系统测得)推算得A点的地面坐标, 形成DEM。
s
a p
o
A
(2)基本结构组成
影像
a) GPS接收机 (测出仪器在空中的三维位置) b) 姿态测量装置INS(仪器在空中的姿态参数) c) 扫描激光测距仪(成像点到地面采样点的距离) d) 扫描成像仪(地面的遥感图像)
Shuttle Radar Topography Mission aboard the Space Shuttle Endeavour, Feb 11~22th, 2000, covered more than 80% land surface of the World from N60°to S56°.
Elevation data used in this
image were acquired by the Shuttle Radar Topography Mission aboard the Space Shuttle Endeavour, launched on Feb. 11, 2000. SRTM used the Spaceborne Imaging Radar-C/X-Band Synthetic Aperture Radar (SIR-C/XSAR). SRTM was designed to collect 3-D measurements of the Earth's surface.
(5)选择性采样
选择地性线及地形特征点采点。
特点:
(a)点的分布和密度与地形最匹配,数据 冗余度最小。
(b)作业效率低,不易实现自动化作业。
(6)混合采样
选择性采样+规则采样(或渐进采样)
形成
附加地形特征的 规则格网DEM
沿特征附加三角网的 混合格网(Grid-Tin) DEM
地形特征点 单独存贮
1、LIDAR通过 扫描装置,沿航 线采集地面点三 维坐标,生成 LIDAR数据影像
2、LIDAR数据 经过相关软件处 理,可以生成高 精度的DEM、 DOM等
城市规划模型
采集LIDAR所有的表面回波信息
LIDAR数据
RAMS TM 系统结构图
4、非常规影像
影像
非常规影像指不形成常规光学影像的遥感阵列 数据。现有:激光测高仪数据、干涉雷达数据等
(1)工作原理:
激光测高仪的工作原理基本上与三维扫描成像 仪相同,但不探测、记录像点辐射值以生成影像。
干涉雷达的工作原理是应用不同时期雷达影像 记录的地表回波相位信息,经干涉处理获得地表 形态或形态变化数据。
(2)优 点
影像
a) 可快速(甚至实时地)获取高精度,高分 辨率DEM。
b) 有机载和星载两种方式。
二、解析摄影测量的DEM生产流程
1、生产流程
可以人工方式采样(实施沿等高线采样方 案、选择性采样方案)
可以半自动方式采样(实施规则格网采样 方案、渐进采样方案)
可以半自动与人工结合方式采样(实施混 合采样方案)
2、DEM数据检查方法
(1)可由DEM生成等高线与地形图叠置检查。 (2)机控测标在DEM表面沿格网断面运动,
第二章 DEM的数据获取
➢ 第一节 DEM的数据来源 ➢ 第二节 DEM的数据采集方法 ➢ 第三节 DEM的生产流程
第一节 DEM的数据来源
本节主要内容:
一、影像 二、地形图 三、地面本身 四、现有产品
一、影像
1、航空影像 2、航天遥感影像 3、三维扫描成像仪数据 4、非常规影像
一、影像
1、航空影像 成图比例尺 1:500~1:50000
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第二节 DEM数据采集方法
本节主ห้องสมุดไป่ตู้内容:
一、摄影测量数据采集方法 二、数字化地形图数据采集方法
一、摄影测量数据采集方法
1、摄影测量方法特点
基本原理: 利用在两个不同方向摄取的、具 有一定重叠度的同一景物的两张影像,在室 内通过专用设备模拟摄影过程并建立被摄对 象的立体模型,然后在该模型上进行空间对 象的三维空间坐标量测。
作业员立体观察测标在立体模型上的符合 情况。
三、数字化地形图方法
1、生产流程
注意: 等高线数据点若要生成规则格网DEM,应先 生成TIN再内插格网化。
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