论文总字数：26815字

摘 要

本文论述了数字高程模型的不同建立方法并对其进行精度评定与分析以及进行可视化的研究,以南京珍珠泉景区为研究区域，以景区1:2000CAD地形图为实验数据。分别用线性插值法、自然邻点法和拓扑法建立数字高程模型，并且每种方法用不同分辨率建立。由等高线回放法可知，拓扑法回放的等高线与原始等高线最为吻合，而等高线回放法也是一种形象直观、易于比较的精度评定方法。而由检查点中误差法可知，线性插值法和自然邻点法的每种分辨率的中误差非常接近，而拓扑法则比前两种方法中误差高。检查点中误差法是比较点高程的中误差的方法，用数值来比较分析。综合而言，拓扑法建立的数字高程模型更适合用来进行可视化研究。可视化研究包括地形可视化增强：分层设色与等高线增强技术，分层设色与地貌晕渲法组合后叠加等高线显示的可视化效果最佳。三维可视化表达与分析包括立体等高线模型、三维表面模型和地形景观模型等，三维效果的探索研究随着应用需求不断深入，不同功能需求用不同效果的可视化模型。

关键词：数字高程模型 精度评定 可视化

A study on the setting up ZhenZhuQian’s digital elevation model

and its Visualization

Abstract

This article elaborated the digital elevation model and methods to set up different precision evaluation and analysis, and visualization research, to the Nanjing pearl spring scenic area as the study area, scenic spot 1:2000 CAD topographic map, as the experimental data. Using method of linear interpolation, the natural point method and topological method of establishing digital elevation model, and each method with different resolution. By contour playback method, the topological method of playback of contour, and the original contour, the contour image playback method is a kind of intuitive and easy to compare the accuracy of the evaluation method. By checkpoints error method, the linear interpolation method and the error in the each resolution of natural adjacent point method is very close, and topological rules is higher than the former two methods of error. Checkpoints error method is the point elevation error of the method, to compare with the numerical analysis. Comprehensive, topological method of establishing digital elevation model is more suited for visualization research. Including terrain visibility enhancement visualization research: layered and contour enhancement technology, layered and landscape hill shading combination after superposition contour shows the best visual effect. 3D visualization expression and analysis: the three-dimensional contour model, 3D surface model and the landscape model, 3D effect is in constant exploration and changes in the progress, different functional requirements with the effect of different visual model.

Key words: digital elevation ; accuracy assessment ; visualization

目 录

摘要 …………………………………………………………………………………I

ABSTRACT …………………………………………………………………………Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 研究背景 1

1.3 研究意义 2

1.4 国内外研究现状 2

1.4.1 国外研究现状 2

1.4.2 国内研究现状 3

1.5 本课题研究的主要内容及方法 4

1.5.1 主要研究内容 4

1.5.2 主要研究方法 4

第二章 实验数据与预处理 6

2.1 实验区域 6

2.2 技术方案 6

2.3 数据预处理 7

第三章 珍珠泉景区数字高程模型构建 9

3.1 线性插值法 9

3.1.1 基本原理 9

3.1.2 构建 10

3.2 自然邻点法 12

3.2.1 基本原理 12

3.2.2 构建 13

3.3 拓扑法 15

3.3.1 基本原理 15

3.3.2 构建 15

3.4 本章小结 17

第四章 珍珠泉景区DEM精度分析 19

4.1 概述 19

4.1.1 DEM精度检验的重要性 19

4.1.2 误差来源 19

4.2 等高线回放法 20

4.2.1 基本原理 20

4.2.2 检验过程 20

4.2.3 检验结果 21

4.3 检查点中误差法 23

4.3.1 基本原理 23

4.3.2 检验过程 23

4.3.3 检验结果 24

4.3 本章小结 26

第五章 珍珠泉景区地表模型可视化 28

5.1 分层设色 28

5.1.1 分级方案选择 28

5.1.2 可视化效果分析 30

5.2 等高线增强技术 30

5.2.1 普通等高线制作 30

5.2.2 地貌晕渲法 31

5.2.3 普通等高线与光照晕渲图的叠加 33

5.2.4 明暗等高线和粗细等高线 34

5.3 立体等高线模型 37

5.4 三维表面模型 38

5.5 地形景观模型 39

5.6 本章小结 40

第六章 结 语 42

参考文献 43

致谢 44

第一章 绪论

1.1 引言

早在1956年，美国麻省理工学院的Miller教授为了高速公路的自动设计而提出了数字地面模型的概念后，DEM的时代就此开启。

DEM是数字地面高程模型(Digital Elevation Models)的简称,是一种数字形式，用X、Y、Z坐标表达地表形态的数字形式,它作为地球空间框架数据的基本内容以及其他各种地理信息的载体,是各种地学分析的基础数据,更是GIS的基本内容,特别是GIS中的三维可视化和虚拟现实更是需要基于DEM。

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