基于SRTM3 DEM与ASTER GDEM的DEM融合方法研究

发布时间：2017-03-24 16:00

  本文关键词：基于SRTM3 DEM与ASTER GDEM的DEM融合方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文采用数据融合技术对90m SRTM和30m ASTER DEM数据进行融合处理,实现DEM在水平分辨率上的提高和高程数据精度的改善。研究主要分为两部分:一是分辨率的融合,即融合数字高程模型最佳格网尺寸的计算;二是高程数据的融合,即融合数字高程模型高程数据的计算。主要的研究内容及结论如下:(1)融合DEM最佳格网尺寸的计算。本文基于Arc GIS软件将SRTM与ASTER DEM转换为离散点并进行叠合得到实验基础源数据,由此生成不同格网尺寸的DEM,并引入信息论,对不同格网尺寸DEM的各类地形因子进行提取,依据信息熵的计算公式,利用Matlab软件运算不同格网尺寸DEM各类地形因子的信息熵,分析信息熵与DEM格网尺寸之间的关系,找出地形信息熵开始出现平稳趋势的界点,进而判定适合实验样区地形特征的融合DEM的最佳格网尺寸。实验表明:基于DEM所提供的坡度、坡向、剖面曲率和平面曲率的地形信息熵随DEM格网间距的改变情况,90m SRTM DEM和30m ASTER GDEM融合之后的DEM在本次实验区域的最佳格网尺寸为40m。(2)融合DEM高程数据的计算。本研究基于流水物理模拟方法实现了SRTM与ASTER DEM谷脊线的提取,并从融合的角度,根据基于像素的融合方法对多图像进行特征提取的思想,基于加权融合方法进行谷脊线的融合。其次,将融合之后的谷脊线作为插值的约束条件分别将SRTM和ASTER DEM内插为最佳格网尺寸下的DEM,并改进传统的权重的获取方法,以均方根误差(RMSE)指标最优为准则对权重系数进行遍历寻优,求解最佳融合DEM。最后,以样区1:1万DEM为假定真值,用检查点法和等高线套合法分析了融合后的DEM精度。实验表明:虽然融合后DEM的分辨率对于ASTER DEM来说却相对较低,但是相对SRTM DEM却得到了增强,而且精度较源数据均得到了提高,与1:1万DEM的实际地形等高线套合效果也较好,能够比较全面地反映样区地形走势和形态变化。该融合技术实现了SRTM和ASTER DEM的优势互补,可为应用多源DEM生成精度更好、可靠性更高的DEM产品提供了可行的技术方案。
【关键词】：SRTM DEM ASTER DEM 数据融合 格网尺寸 内插
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P208
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 问题的提出8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 DEM尺度问题研究11-12
• 1.2.2 DEM插值算法的研究12-13
• 1.3 研究内容与论文结构13-16
• 1.3.1 研究内容13
• 1.3.2 论文结构13-16
• 2 数据基础与研究方法16-26
• 2.1 研究区概况16-17
• 2.2 研究数据基础17-20
• 2.2.1 SRTM数据介绍17-18
• 2.2.2 ASTER数据介绍18-20
• 2.2.3 我国 1:1 万DEM数据介绍20
• 2.3 实验数据的预处理20-22
• 2.4 研究方法与技术路线22-26
• 2.4.1 研究方法22-23
• 2.4.2 技术路线23-26
• 3 基于地形信息熵的融合DEM最佳格网尺寸的确定26-42
• 3.1 DEM最佳格网尺寸确定需考虑的因素26
• 3.2 信息熵简介26-27
• 3.3 地形信息与DEM格网间距的关系27-31
• 3.3.1 地形信息简介27-28
• 3.3.2 地形因子简介28-31
• 3.4 地形因子的提取原理与方法31-33
• 3.5 基于信息熵的DEM最佳格网尺寸的确定33
• 3.6 实验结果与分析33-40
• 3.7 本章小结40-42
• 4 基于空间域加权最优的DEM高程融合42-66
• 4.1 基于加权平均方法提取融合谷脊线42-50
• 4.1.1 谷脊线提取方法概述42-43
• 4.1.2 基于地表水流模拟方法的谷脊线提取算法43-47
• 4.1.3 基于加权融合方法提取融合谷脊线47-48
• 4.1.4 实验结果与分析48-50
• 4.2 顾及地形约束的DEM内插50-58
• 4.2.1 DEM插值原理51-52
• 4.2.2 DEM插值算法分类52-53
• 4.2.3 基于反距离加权平均插值算法的DEM内插53-56
• 4.2.4 实验结果与分析56-58
• 4.3 基于空间域加权最优融合方法的DEM高程融合58-64
• 4.3.1 空间域加权最优融合算法概述58-59
• 4.3.2 融合DEM的精度评价59-60
• 4.3.3 实验结果与分析60-64
• 4.5 本章小结64-66
• 5 总结与展望66-68
• 5.1 论文完成的主要工作66-67
• 5.2 论文的主要创新点67
• 5.3 存在的问题及进一步的研究方向67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李新,程国栋,卢玲;空间内插方法比较[J];地球科学进展;2000年03期

2 呼雪梅;秦承志;;地形信息对确定DEM适宜分辨率的影响[J];地理科学进展;2014年01期

  本文关键词：基于SRTM3 DEM与ASTER GDEM的DEM融合方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：265805