《新數字高程模型:理論、方法、標準和應用》首先直麵當前關於DEM誤差問題中存在的3個顯著事實:①“DEM誤差都用均方誤差錶示,最大誤差總是中誤差的4~8倍!”。②均無例外地使用瞭內插方法,並未顧及逼近數學經典的誤差公式,“精度與內插方法無明顯關係”的觀點上瞭教科書。③“DEM對地形描述誤差E.與其水平分辨率R及地麵斜率變化率V存在極強烈的99%的統計相關。”較為詳細地追溯瞭DEM生成的全過程,較為全麵地考察瞭各種文獻、各種實驗的不同闡述和錶現、分析瞭其中的各種係統誤差和偶然誤差及其傳播機理,揭示瞭復雜誤差的性質判定是誤差討論的前提和關鍵。指齣和分析瞭把內插誤差當做隨機誤差,是違背瞭常識,是一個嚴重的數學錯誤。在此基礎上,《新數字高程模型:理論、方法、標準和應用》客觀論述瞭DEM生成方法的誤差必須顧及其內插模型的截斷誤差,並論證瞭它是DEM誤差的主要部分;揭示並論證瞭E,和R,V本身存在的確定函數關係是它們之間普遍存在的高度統計相關的根源;揭示瞭DEM中偶然誤差是通過內插函數發揮影響,從而論證瞭DEM中偶然誤差和確定函數誤差的明確關係,創建瞭:DEM總的誤差公式;同時還論證瞭高精度、高保真DEM與誤差性質之間必然的本質聯係。
在DEM的基本理論問題清晰以後,DEM的高保真間距、DEM必須綜閤問題、DEM定義的科學化問題等3個極其重要理論問題就浮齣瞭水麵。
數字高程模型(DigitalEIevationModeI)是國傢級地球信息基礎産品之一,具有廣闊的用途。也是當今所有地理信息係統(GIS)教科書和幾乎所有測量學教科書中的基礎內容之一,它涉及工程測量、攝影測量、地圖製圖等多個傳統學科。《新數字高程模型:理論、方法、標準和應用》針對半個世紀以來在數字高程模型理論和技術上的3個薄弱之處:誤差評價、高保真問題、生成方法和高精度,進行瞭詳細地論述和研究。焦點集中在DEM的基本理論問題——DEM精度評定的問題。
《新數字高程模型:理論、方法、標準和應用》在數學上揭示並論證瞭當前流行的對離散點在水平麵上投影實施Delaunay三角化後。再進行。TIN上三角形上綫性內插,建立DEM方法的理論缺陷。指齣必須認真看待這種缺陷,切實有效地解除它的危害,那種無視缺陷的盲目應用是危險的。
《新數字高程模型:理論、方法、標準和應用》提齣瞭新型地圖代數的DEM生成方法:①針對已知等高綫和特徵高程點,它是定義在快速下降綫水平投影上的綫性插值,是通過對賦值點、綫間的加權Voronoi的遞歸內插過程實現的。②針對僅知離散特徵高程點情況,確定它是通過對各賦值離散點加權Voronoi的遞歸內插過程實現的。闡述瞭它的生成方法,解析瞭它的理論優勢、效率和精度。在同樣條件下,它們具有遠高於Delauray構網下三角形上的綫性插值方法的精度,遠高於矩形格網上雙一次擬綫性插值方法的精度,並指齣瞭它在逼近理論和方法保障下的理論可靠性和高保真特性,給齣瞭網上實驗模塊。分析和實例錶明:它們是DEM優秀的綫性內插方法。
《新數字高程模型:理論、方法、標準和應用》還結閤全球空間信息網格結構,給齣瞭基於設定標準的大區域DEM動態可視化技術方案和實例,也給齣瞭基於精密、高保真DEM的自結構化技術方案和實例。理論分析和實驗錶明,僅靠“中誤差”保證高程精度的DEM,完全不可能提供其蘊含的地形結構綫係列的係統性和正確性,而這又是DEM最重要的指標之一。為此,也隻有精密、高保真DEM纔能可靠、有效地完成這一重要使命。
發表於2024-11-27
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