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第一章 地球表面的认识论1

1.1DEM是对地形表面的数字认识1

1.1.1数字地面模型定义1

1.1.2数字高程模型定义2

1.1.3DEM的类别和再定义2

1.2测绘科学中的地形表面3

1.2.1两种不同的地面（高程）观的对话3

1.2.2地面认识的实践观5

1.3地球表面的测量5

1.3.1地球形状和大小是测绘科学的基本问题5

1.3.2正确测量是所有DEM的基础和前提6

1.4小结7

第二章 建立DEM的空间数据基础9

2.1测量得到的数据及其质量9

2.1.1地形测量途径9

2.1.2摄影遥感测量途径14

2.2地图上得到的数据及其质量16

2.2.1制图综合引起的误差16

2.2.2地貌综合引起的误差17

2.3DEM的生成技术途径18

2.3.1摄影测量18

2.3.2地形图20

2.4小结22

第三章 DEM的误差理论25

3.1DEM的误差研究历程25

3.1.1传递函数的精度估计26

3.1.2柯正谊等对DEM精度估计意见26

3.1.3李志林等对DEM的精度评价27

3.1.4实际运用DEM的精度检验、评价方法中的理论问题27

3.2两种对立的DEM误差观念27

3.2.1两种误差的概念27

3.2.2两种对立的DEM误差概念29

3.2.3纯随机误差论的误差量值及其计算30

3.3原始数据误差对内插函数结果的影响35

3.3.1影响分析的理论依据35

3.3.2线性内插时的误差传播36

3.3.3三角形上线性插值中的误差传播37

3.3.4双一次拟线性内插中的误差传播38

3.4几种常用DEM内插函数的逼近误差38

3.4.1若干具体设定39

3.4.2采用高程点间、等高线间线性插值的逼近误差39

3.4.3三角形上线性插值的逼近误差40

3.4.4双一次拟线性插值的逼近误差41

3.4.5本节公式分析41

3.5两种误差的性质和DEM的误差检核41

3.6DEM中偶然误差和内插误差的综合作用43

3.6.1纯随机误差论的组合模型43

3.6.2数值逼近论的组合模型43

3.7小结44

第四章 DEM误差逼近论模型与实验分析46

4.1DEM精度评定的逼近论模型46

4.1.1采用高程点、等高线间线性插值生成DEM46

4.1.2采用三角形上线性插值生成DEM47

4.1.3采用双一次拟线性插值生成DEM48

4.2“DEM地形描述精度量化模拟研究”重要的启迪48

4.3重要实验的若干解释和分析51

4.4DEM高保真问题53

4.4.1中误差概念不能保证高保真54

4.4.2逼近误差概念与高保真54

4.4.3高保真与地形结构线59

4.5DEM的必须综合问题60

4.5.1特征点、线高程和格网点上的高程60

4.5.2DEM的高程综合原理63

4.6小结64

第五章 生成DEM新技术方法——MADEM165

5.1MADEM1的原理65

5.1.1DEM生成中的3个重要问题66

5.1.2MADEM1原理66

5.2MADEM1的方法步骤69

5.3MADEM1的误差分析70

5.4几点讨论74

5.5DEM生成方法实验及效果比较76

5.5.1试验数据获取77

5.5.2DEM的构建77

5.5.3DEM精度的回放等高线法的评价与比较83

5.5.4分析和结论94

5.6DEM规模生成和实验96

5.7MADEM1对球面的逼近实验101

5.7.1当Z的间距为100时101

5.7.2当Z的间距为50时104

5.7.3当Z的间距为25时105

5.7.4分析和结论110

5.8小结111

第六章 已知高程点集时的MADEM2方法112

6.1DEM生成中TIN方法之严重理论缺陷112

6.1.1平面上Delaunay三角形结构与三维地表面三角形逼近面结构之差113

6.1.2平三角形、特征（F-S：Specific Feature）点集和似平三角形114

6.1.3点集的高程级差和限制Delaunay三角化114

6.1.4内插单元之判定和复杂性分析118

6.2离散点集的加权Voronoi图内插方法—MADEM2118

6.2.1加权Voronoi图内插原理118

6.2.2MADEM2方法121

6.2.3MADEM2算法复杂性分析121

6.2.4误差分析121

6.3实验和分析122

6.3.1基于JX4采集数据上的实验122

6.3.2基于地图上离散点数据上的实验122

6.4小结124

第七章 DEM产品的质量管理125

7.1DEM的质量标准126

7.1.1DEM生产过程中各阶段误差的概述126

7.1.2暂行DEM精度标准和检测127

7.2DEM生产过程中各阶段的质量管理128

7.2.1DEM原始资料及数据的检测128

7.2.2DEM内插精度标准建议129

7.2.3DEM内插阶段精度检测建议130

7.2.4DEM总的精度标准和检测131

7.2.5DEM验后精度检测132

7.3有效改进各阶段误差的手段132

7.4小结133

第八章 大区域DEM集成、生成、可视化134

8.1大区域DEM集成134

8.1.1大区域DEM的度量空间——地球信息度量空间134

8.1.2大区域DEM的空间数据组织和空间数据处理135

8.1.3大区域DEM可视化方案和数据组织136

8.1.4大区域DEM空间分析138

8.2大区域DEM生成的关键技术138

8.2.1大区域DEM内插模型的尺度空间研究138

8.2.2采用等高线和高程点数据生成大区域无缝DEM139

8.2.3采用离散点或海深测线数据生成无缝DEM的实验140

8.3大地形三维可视化141

8.3.1大地形三维可视化概述141

8.3.2基于二叉树的大区域地形实时可视化144

8.3.3场景渲染与三维分析166

8.4小结174

第九章 地形结构线提取及其宏结构化175

9.1地形结构线提取方法分析175

9.1.1基于几何形态分析原理176

9.1.2基于地形表面流水分析原理178

9.1.3几何形态分析与地表流水模拟相结合的方法179

9.1.4方法途径的逻辑分析179

9.2基于距离变换的几何特性与流线追踪相结合的提取法181

9.2.1基本思路181

9.2.2数字地表流线模型的建立182

9.2.3谷底线的提取187

9.2.4方法比较190

9.3谷底线的评价与结构线宏结构化的提出193

9.3.1谷底线评价的一般方法194

9.3.2谷底线评价指标分析194

9.3.3本文采用的评价指标及宏结构化思路196

9.4汇流区分割与汇水量计算198

9.4.1汇流区分割算法198

9.4.2汇水量的计算199

9.5宏结构化的具体实现——“分层摘叶”法201

9.5.1单线宽谷底线集合的若干概念201

9.5.2“分层摘叶”法的具体实现202

9.6谷底线毛刺的删除与重要谷底线的选取204

9.7小结206

结语208

参考文献214

附录13种主要内插函数模型的误差估计217

附录2激光雷达技术概述229

附录3DEM的规范化应用模块254

附录4DEM精度研究述评280