研究背景和意义：

#160;#160;#160; 数字高程模型（Digital Elevation Model），简称DEM。数字高程模型（DEM）是一种对地球表面进行数字化描述和模拟的方法，是空间数据基础设施的重要组成部分。DEM的应用越来越广泛，可以用于地学分析，也可以用于二维地理空间上连续分布并逐渐变化的各种非高程属性数据的建模和分析。由于DEM是在采样数据基础上实现对连续地形曲面的离散化表示，因此原始数据的精度直接决定着的DEM的质量。当原始数据受异常误差污染时，由此所构建的数字地面模型可能会严重失真，任何内插方法都无法弥补原始数据误差对DEM质量的影响，因此进行DEM质量的评定与控制的研究具有十分重要的意义。论文将会系统地阐述DEM建模原理，分析DEM误差源，借助误差传播率，推导分析线性插值、三次插值等误差传播，给出应用这些插值算法后得到的曲面平均误差，从而为DEM模型的质量评定提供了依据。

质量控制是DEM 生产中最关键的一个环节,它贯穿于DEM 生产的整个流程。在大规模的数字高程模型的生产中,一方面要提高管理人员、作业人员和检查员的高度工作责任心,另一方面则要提倡标准化作业,重视研制开发生产作业程序,以减少错误,提高产品质量。其次,数据管理也是数据质量控制中不可忽视的重要环节。为了提高数据管理的质量应加强生产过程中各个环节的数据规范化管理,应充分利用现代化的网络资源,保证上交数据、单位备份数据和作业员手中的数据一致,保证过程数据的唯一性和最终数据传输的唯一性。

DEM 质量检查主要分为三个部分, 它们分别是原始资料质量检查、数据处理中的质量检查(如DEM 的内插模型) 和最终产品的质量检查, 详细内容如下:

(1) 原始资料的质量检查: 主要是检查数据中是否含有误差, 包括系统误差、随机误差和粗差。其中, 粗差的存在会造成最终DEM 产品的严重失真, 甚至完全不能使用, 因而对于它的检测和剔除成为今后的一个研究重点。

要选用最新版、平整无损、图廓点完整、符号线条明了实在的地形图进行扫描。在扫描仪技术指标符合要求的情况下, 扫描影像应清晰、完整, 最大限度满足矢量跟踪要求。为保证矢量化精度, 对扫描数据必须做纠正处理。彩图采用逐格网纠正, 分版二底图采用四点整版纠正。方里网交点坐标与理论值严格控制在0. 2mm。在扫描仪技术指标符合要求的情况下, 扫描影像应清晰、完整。

(2) 数据处理中的质量检查:DEM 数据处理中最重要的就是内插模型的选择, 对于它的检查则要复杂一些, 从数学的角度而言, 可从逼近程度、外推能力、平滑效果、唯一性、计算时间等方面进行评价。经验表明,使用双线性内插的效果比较好。

矢量化跟踪的质量控制：矢量化图形参数设置对DEM 的影响很大, 点太稀疏容易造成变形, 影响DEM 的精度, 而点过密造成数据量存储空间大, 所以参数的设置要根据矢量化图形的地势情况作相应的调整, 使得跟踪结果最大限度地反映地貌形态。如: 山地、高山地曲线成组、走势均匀, 控制参数应设置大些, 对于沙丘地貌由于小的闭合曲线很多, 参数设置要小些。为减少编辑的工作量在跟踪过程中要保证标赋代码的正确性。控制数字化要素的遗漏与位移现象, 避免非法代码、要素之间不合理的粘连, 保证不同层的要素位置关系合理。

矢量编辑的质量控制: 由于地形图矢量化是利用GeoSCAN 软件完成的, 生成的矢量数据格式不能直接被Ar c/ Info 接受, 需要进行处理。具体处理内容包括: 按代码形成标准数据层、正确的属性表结构、正确建立拓扑关系、从扫描坐标系到大地坐标系的转换、数据裁切即保证线状地物终止于理论图廓、各种容差的设定等。上述问题需要在GeoSCAN 下严格按照设计要求设置, 并充分利用AML 语言编写程序进行设置转换。对于数据中不应存在错误的点线、不合理的悬挂点、伪节点及错误的多边形等问题应运用Ar c/ Info 中ArcEdit 模块进行处理, 解决跟踪遗留的问题, 特别是等高线, 密集处状态不易使之连续, 可在Arc/ I nfo 软件环境下通过逐级放大窗口来实现。当等高线遇到陡岸并且很密时, 应使之尽可能连续, 实在不连续的, 也要保证最高和最低线连续。等高线与高程点及相对静止水体的高程关系、位置关系应合理。由于数字化原因产生的矛盾, 可编辑等高线。岛屿上无等高线和高程点, 应在TERLK 层估计高程特征点。如正向与负向闭合曲线并列出现, 且两条曲线内均无高程点信息, 这种情况应在洼地和高地内估读特征点。另外还应充分利用AML 编写程序对数据层的正确性、层中属性表、属性项的名称定义和顺序的准确性进行控制, 等高线则利用高程谱进行检查。

接边质量控制: 为保证数字高程模型的完整性、连续性、矢量数据必须完全接边, 图内各要素与本图图廓线必须严格吻合, 不得偏离; 相邻图幅要素要进行数字接边、属性接边; 原图高程基准、坐标系不同的, 接边处理应合理; 属性精度、完整性和逻辑的一致性符合设计要求; 保证数学精度和属性的正确性。为保证数字高程模型的完整性、连续性、矢量数据必须完全接边。换带接边中,跨带接边的图幅需将邻带图幅进行投影变换后, 再做拼接。80坐标系与54 坐标系的图幅接边, 首先必须统一到80 坐标系方可接边, 不得出现漏洞或系统性偏移, 由于坐标转换会导致图幅间出现接边空隙, 所以54 坐标系的图幅应以80 坐标系图幅为准顺势连接; 重叠区以80 坐标系图为准, 替代重叠部分。对于不同坐标系、不同高程基准的图幅, 接边不考虑高程基准的差异。位置接边的要素, 属性也必须接边。