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七大江河：海河、辽河、黄河、淮河、松花江、长江、 珠江
3.2 DEM数据采样理论基础
DEM---实际地形表面的再现---可信程度---原始 地形采样点的分布和密度
DEM数据采样要求：深入了解地形表面结构特征 和地形复杂程度，正确选择地形特征点和线，合 理分布采样点。
3.2.1 采样的理论背景
（2）地形图
定义：地形图（topographic map）指的是地表起伏形态 和地物位置、形状在水平面上的投影图。具体来讲，将地 面上的地物和地貌按水平投影的方法，并按一定的比例尺 缩绘到图纸上，这种图称为地形图。
特点：
（1）具有统一的大地坐标系统和高程系统：统一采用 “1980年中国国家大地坐标系”和“1985国家高程基准”。 以参考椭球中心为原点、起始子午面和赤道面为基准面的 地球坐标系。
（5）地貌单元类型
➢不同行业对地貌类型的划分标准不一样，如地貌学中根据地貌成因将地 形划分成黄土地貌、风成地貌、喀斯特地貌、丹霞地貌等类型。
➢不同的地貌类型划分对DEM数据采集有一定的指导意义，如黄土地貌破 碎，要分布较多的采样点，而平原地区高程数据的精度要求比较高（对坡 向、流域网络影响比其他地区要大）。
➢ IKONOS是可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱影像的商业卫星，同 时全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。目前，IKONOS已 采集超过2.5亿Km2涉及每个大洲的影像，许多影像被广泛用于国家防御 ，军队制图，海空运输等领域。从681千米高度的轨道上，IKONOS的重 访周期为3天，并且可从卫星直接向全球12个地面站地传输数据。
优点：可获取较高精度的高程数据 不足：工作量大、周期长、更新困难，费用高。
（4）既有DEM数据
我国到目前为止，已经建成了覆盖全国范围的1:100万、 1:25万、1:5万数字高程模型，以及七大江河重点防洪 区的1:1万DEM，省级1:1万数字高程模型的建库工作也 已全面展开。
3.2 DEM数据采样理论基础
DEM---实际地形表面的再现---可信程度---原始 地形采样点的分布和密度
DEM数据采样要求：深入了解地形表面结构特征 和地形复杂程度，正确选择地形特征点和线，合 理分布采样点。
3.2.1 采样的理论背景
（2）地形图
定义：地形图（topographic map）指的是地表起伏形态 和地物位置、形状在水平面上的投影图。具体来讲，将地 面上的地物和地貌按水平投影的方法，并按一定的比例尺 缩绘到图纸上，这种图称为地形图。
特点：
（1）具有统一的大地坐标系统和高程系统：统一采用 “1980年中国国家大地坐标系”和“1985国家高程基准”。 以参考椭球中心为原点、起始子午面和赤道面为基准面的 地球坐标系。
（5）地貌单元类型
➢不同行业对地貌类型的划分标准不一样，如地貌学中根据地貌成因将地 形划分成黄土地貌、风成地貌、喀斯特地貌、丹霞地貌等类型。
➢不同的地貌类型划分对DEM数据采集有一定的指导意义，如黄土地貌破 碎，要分布较多的采样点，而平原地区高程数据的精度要求比较高（对坡 向、流域网络影响比其他地区要大）。
➢ IKONOS是可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱影像的商业卫星，同 时全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。目前，IKONOS已 采集超过2.5亿Km2涉及每个大洲的影像，许多影像被广泛用于国家防御 ，军队制图，海空运输等领域。从681千米高度的轨道上，IKONOS的重 访周期为3天，并且可从卫星直接向全球12个地面站地传输数据。
优点：可获取较高精度的高程数据 不足：工作量大、周期长、更新困难，费用高。
（4）既有DEM数据
我国到目前为止，已经建成了覆盖全国范围的1:100万、 1:25万、1:5万数字高程模型，以及七大江河重点防洪 区的1:1万DEM，省级1:1万数字高程模型的建库工作也 已全面展开。
DEM数字高程模型ppt课件
p3
p2
F ( X ,Y ) F ( X 3,Y3 ) 0
重复与交叉的检测：任意一边最多只能是两个三 角形的公共边。
27
立体像对法
资料来源于张超主编的《地理信息系统教程》所配光盘
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曲面拟合法
根据有限个离散点的高程，采用多项式或样条函数求得拟合公式， 再逐个计算各点的高程，得到拟合的DEM。可反映总的地势，但局部误 差较大。可分为： ●整体拟合：根据研究区域内所有采样点的观测值建立趋势面模型。特 点是不能反映内插区域内的局部特征。 ●局部拟合：利用邻近的数据点估计未知点的值，能反映局部特征。
4
概述：DEM的线模式表示
●描述高程曲线的等高线； ●数字化现有等高线地图产生的DEM比直接 利用航空摄影测量方法产生的DEM质量要差； ●数字化的等高线对于计算坡度或生成着色 地形图不十分适用。
5
概述：等高线模式
等高线通常被存储成一个有序的坐标点序列，可 以认为是一条带有高程值属性的简单多边形或多边形 弧段。由于等高线模型只是表达了区域的部分高程值， 往往需要一种插值方法来计算落在等高线以外的其他 点的高程，又因为这些点是落在两条等高线包围的区 域内，所以，通常只要使用外包的两条等高线的高程 进行插值。
●现有地图数字化：对已有地图上的信息(如等 高线)进行数字化。
●地面测量：利用自动记录的测距经纬仪在野外 实地测量。
●空间传感器：利用GPS，结合雷达和激光测高 仪采集数据。
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数字摄影测量采样点的选取
●沿等高线采样：主要用于山区采样。 ●规则网格采样：按规则矩形网格进行采样， 可直接生成规则矩形格网的DEM数据。 ●渐进采样：根据地形使采样点合理分布， 即平坦地区采样点少，地形复杂区采样点多。 ●选择采样：根据地形特征进行采样，如沿 山脊线、山谷线等进行采集。 ●混合采样。 注意：所有采集的数据都要按一定的
第二章DEM的数据获取
一、摄影测量数据采集方法 1、摄影测量方法特点
模拟摄影测量 机械辅助测绘 解析摄影测量 计算机辅助测绘 数字摄影测量 自动化测绘
数字摄影测量
～目标是由计算机代替人眼的立体量测与识别， 完成影像几何与物理信息的自动提取和表达。
~已是目前摄影测量主要的生产方式，常用的 有VirtuOzo、Jx-4C DPS、HelavaDPW等。
0.27/0.47 m (P/M) 最大成图 1：1000
Quick Bird SPIN
0.72/2.88 m (P/M) 最大成图 1：2000 2 m (P/M) 最大成图 1：10000
c、 侧视雷达影像 cm~m级 最大成图1：500
影像
3、 三维扫描成像仪（三维成像光谱仪）数据
影像
3、 三维扫描成像仪（三维成像光谱仪）数据 （1）工作原理：
2、航天遥感影像 使用具有立体像对的卫星影像
a、 资源卫星影像
SPOT HRV 10/20m (P/M) 最大成图 1：50000
SPOT HRS 5/10m(P/M) 最大成图1：10000
ASTER
15m(VNIR) 最大成图1：50000
b 、 高分辨率商用小卫星影像
IKONOS
1/4 m (P/M) 最大成图 1：5000
➢ 利用基于TIN的方法进行数据建模和随机栅格转换，是快速可靠的 生产高精度格网DEM切实可行的方案
第三节 DEM的生产流程
本节主要内容:
一、数字摄影测量的DEM生产流程 二、解析摄影测量的DEM生产流程 三、数字化地形图方法
一、数字摄影测量的DEM生产流程
1、生产流程
可以自动方式采样（实施规则格网采样方案、渐进 采样方案）
第2章DEM数据获取法
A = C×r
2− D
地面的复杂度描述— 2.2 地面的复杂度描述—分数维 LOGO
线条的复杂度与分数维的关系，Koch曲线的分数维为1.585 线条的复杂度与分数维的关系，Koch曲线的分数维为1.585 曲线的分数维为
地面的复杂度描述— 2.2 地面的复杂度描述—曲率
LOGO
表示，那么在x 假设剖面用 y = f (x) 表示，那么在x处的 曲率用下式来计算： 曲率用下式来计算：
2.4.1采样的理论背景 2.4.1采样的理论背景
LOGO
被广泛应用于数学、统计学、 被广泛应用于数学、统计学、工程学和其它相应 学科的基本采样理论可表述如下： 学科的基本采样理论可表述如下：
如果对某一函数g(x) 以间隔进行抽样， “ 如果对某一函数 g(x) 以间隔进行抽样 ， 则函数高于 1 /(2 D x ) 的频率部分将不能通过对 采样数据的重建而恢复。 采样数据的重建而恢复。” 即：当采样间隔能使在函数中存在的最高频率中 每周期取有两个样本时， 每周期取有两个样本时 ， 则根据采样数据 可以
LOGO
2.4 地面采样的理论基础
LOGO
采样的理论背景 理论上： 理论上：点—0维，无大小 地表全部几何信 维 无大小—地表全部几何信 息包含无数个点—不可能获取地表全部信息 息包含无数个点 不可能获取地表全部信息 实践上：不需要DEM表达全部信息 测量表 表达全部信息—测量表 实践上：不需要 表达全部信息 达相应地表所需要的数据点—达到地形表面 达相应地表所需要的数据点—达到地形表面 精度和可信度即可。 精度和可信度即可。 如何以有限的地面高程点来表达完整的地形表 实现地表重建？ 面 ，实现地表重建？ ————采样理论
地面的复杂度描述— 2.2 地面的复杂度描述—曲率
DEM及其应用PPT
土木工程、景观建筑与矿山工程的规划与设计 流水线分析、可视性分析 叠加各种专题信息如土壤、土地利用及植被覆 盖等 辅助影象理解、遥感分类 可以扩展到其他空间分布数据如人口、污染
JX-4A 采集的原始数据分布 (粗格网+特征线)
考虑特征线的 TIN
源于DEM的等高线与透视图
根据DEM产生的剖面图
内插的实质在于邻域的选取！
数据结构转化 Grid到 TIN（8邻域或4邻域分割） TIN 到Grid ( random-to-grid interpolation ) 等高线到 TIN 、 等高线到 Grid
基本的DEM内插方法
TIN
A
left right
Grid
A p C D
p B 双线性内插
DEM表现方式
点数据 规则分布（ 均匀密度、可变密度）、 不规则分布、 重要的特征点（峰顶、谷底、控制点）。 线数据 等高线、 剖面线、 重要的特征线（山脊、河谷等）。
DEM数据结构
1 正方形格网 Grid
2 不规则三角网TIN
DEM 生成
一般问题
精度accuracy，
=a raw+b (d tan)2 地形特征[) 采样点的密度和分布[d] 原始数据的精度[raw] 表面建模的方法(a,b)
成本cost ， 效率efficiency。
不同坡度条件下的 等高距CI与等价的DEM分辨率d
CI D
2 1 28 - 42
15 2 7 -11
45 10 10 - 15
特征点、线对DEM的贡献
（1）根据地形起伏的复杂程度不同，如果同时采集数字等高线数据和特征点线如地形线和断 裂线等，则进一步产生的 DEM 精度可以达到 1/6~1/14 等高距；然而，如果不采集特征 数据，仅由等高线产生的 DEM 精度将降低 40%~60%而只有 1/3~1/5 等高距。同时，考 虑特征后最大数据残差的幅度和频度都将大大减小，对于地形破碎地区，这种效果更加 显著。 （2）对于正方形 DEM，考虑与不考虑特征数据其精度差别满足如下的关系：
第26讲DEM定义和数据点获取
程 Zmin ，高程搜索步距
可由所要求的高程精度确定。
（2）由地面点平面坐标（X，Y） 与可能的高程
Zi Zmin i (i 0,1,2 )
44
计算左右像坐标 xi' , yi'
xi''
,
y
'' i
xi'
f
a1' ( X
X
' S
)
b1' (Y
Z
'' S
)
Z
'' S
)
45
（3）分别以 xi' , yi' 与 xi'' , yi''
为中心在左右影像上取影像窗口，
计算其匹配测度，如相关系数 i
（4）将 i 的值增加1，重复（2），
（3）两步，得到
0, 1, 2...n
取其最大者：k max0 , 1, 2...n
30
四、DEM建立方法(补充内容)
DEM建立方法按其形式分为:TIN的建立 方法和GRIDDEM的建立方法。
建立TIN时，认为数据点数量已经 足够；地面由三角形构成，此时 的地面是连续的，但不光滑。
31
建立TIN常用方法有
角度判别法（重点要掌握）； Thicssen多边形； Delaunay三角网。
28
三、空中采集－摄影和遥感
摄影测量是广泛采用的获 取数据点的最有效、最主要的 手段,(航空)摄影影像因为其丰 富的地表信息而成为高精度大 范围DEM构建的最有价值的数 据源。
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数字摄影测量采集方法
可由所要求的高程精度确定。
（2）由地面点平面坐标（X，Y） 与可能的高程
Zi Zmin i (i 0,1,2 )
44
计算左右像坐标 xi' , yi'
xi''
,
y
'' i
xi'
f
a1' ( X
X
' S
)
b1' (Y
Z
'' S
)
Z
'' S
)
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（3）分别以 xi' , yi' 与 xi'' , yi''
为中心在左右影像上取影像窗口，
计算其匹配测度，如相关系数 i
（4）将 i 的值增加1，重复（2），
（3）两步，得到
0, 1, 2...n
取其最大者：k max0 , 1, 2...n
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四、DEM建立方法(补充内容)
DEM建立方法按其形式分为:TIN的建立 方法和GRIDDEM的建立方法。
建立TIN时，认为数据点数量已经 足够；地面由三角形构成，此时 的地面是连续的，但不光滑。
31
建立TIN常用方法有
角度判别法（重点要掌握）； Thicssen多边形； Delaunay三角网。
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三、空中采集－摄影和遥感
摄影测量是广泛采用的获 取数据点的最有效、最主要的 手段,(航空)摄影影像因为其丰 富的地表信息而成为高精度大 范围DEM构建的最有价值的数 据源。
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数字摄影测量采集方法
第3章 DEM数据获取方法
基于坡度信息的规则格网分布数据粗差探测技术
z 基本原理 z 当高程数据中没有粗差 时，局部地形表面是光滑 连续变化的，相邻点之间 的坡度变化一致，若出现 异常，则可怀疑该点含有 粗差。 z 要素 z 坡度 z 坡度差 z 阈值
基于高程信息的不规则分布数据粗差探测方法 z 原理
z 与格网类似，但由高程取代坡度
z 方法
z 窗口内代表值计算 z 阈值计算 z 比较分析
基于等高线采样数据的粗差探测方法
z 等高线拓扑关系 z 可视化
等高线回放检查
z 反演等高线 z 反演等高线与原等高线叠置检查
原始数据的滤波处理
z 目的
z 随机误差
z 方法
z 局部窗口 z 中值滤波、平均值滤波等
z 何时进行滤波？
z 随机误差为主要因素
第3章 DEM数据获取方法
主要内容
z DEM数据源特征 z DEM数据采样理论基础 z DEM数据采样策略与采样方法 z DEM数据采集质量控制 z DEM数据共享和利用
1. DEM数据源特征
z z z z 地形图 航空、遥感影像 野外测量 既有DEM数据
z 特征线与断裂线
山脊线、山谷线、山顶、鞍部等
数据源特征：地面测量
z 小范围的数据采集与数据更新 z 精度高，周期长，成本较高 z 适用于精度要求较高的工程项目
数据源特征：既有DEM数据
四种不同比例尺DEM与分辨率
1：1,000,000 (1000m)
1：250,000 (100m)
1：50,000 (25m)
1：10,000 (5m)
应用时考虑DEM分辨率、存储格式、数据精度和可 信度等因素
z 方法
z 测量值与计算之比较
DEM数据获取方法
一、DEM数据获取方法：定义：地形图指的是地表起伏形态和地物位置、形状在水平面上的地物和地貌按水平投影的方法，并按照一定的比例缩绘到图纸上，这种图称为地形图。
特点：（1）具有统一的大地坐标系统的高程系统（2）具有完整的比例尺系列和分幅编号系统：国家基本地形图含1:5千、1:1万、1：2：2.5/1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万8种比例地形图。
缺点：（1）地形图现势性较差：纸质地形图制作工艺复杂，更新周期比较长，一般不及时反映局部地形地貌的变化情况（2）地形图存储介质单一，容易变形：传统地形图多为纸质存储介质，存放环境（温湿度）导致地形图图幅产生不同程度的变形，这种变形表现在不同方向上的长度变形和图幅面积上的变形（3）地图精度有限：地图精度决定这地形图对实际地形表达的可信度，与地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示），成图方法有关。
不同比例尺的地形图，其所表示的几何精度和内容详细程度有很大的差别。
在应用DEM的时候要考虑DEM分辨率、存储格式、数据精度和可信度等因素。
二、DEM数据采样策略与采样方法：采样：确定在何处需要测量点的过程，这个过程有三个参数。
决定：点的分布、点的密度和点的精度。
1.采样数据的分布：由数据位置和结构（分布）来确定，指数据点的分布形态位置有地理坐标系统中经纬度或者网格坐标系统中坐标决定。
结构的形式很多，因地形特征、设备、应用的不同而不同。
2.数据的密度：是指采样数据密集程度，与研究区域的地貌类型和地形复杂程度有关。
用于刻画地形形态所必须的最少的数据点。
表示方式：相邻的两点之间的距离、单元面积内的点数、截止频率（采样数据所能表示的最高频率）、单位线段上的点数等。
采样距离：相邻两点之间的距离，也称采样间隔。
·通常数字加单位来表示，如采样距离为20米，表示规格网分布的采样数据·另一种表示法是单位面积内的点数，如每平方米500点，描述随机分布的采样数据·描述数据分布是沿等高线或特征等线状分布采样点，常用单位线段上的点数，如每米2点3.数据的精度：是指数据点本身所具有的精确度，是数据获取过程中各种不同类型误差的综合反映采样数据精度与数据源、数据的采集方法和数据采集的一起密切相关。
第3章 DEM数据获取
SRTM TPI 90米分辨率坡位数据产品
简介：此数据集利用SRTM V4.1 90米分辨率数字高程数据 加工而成，是覆盖中国区域的90米分辨率的坡位数据产品。
关键词：中国，90米，坡位，SRTM，TPI，Topographic Position Index
数据时期：2000年 数据类型：GeoTiff 投影：UTM/WGS84 覆盖范围：中国 空间分辨率：90米 数据量：1.1GB 值域范围：1-6
关键词：全球，30米，数字高程，海拔，ASTER GDEM，DEM 数据时期：2009年 数据类型：IMG 投影：UTM/WGS84 覆盖范围：全球 空间分辨率：30米 数据量：20GB 值域范围：-152-8806米 共享方式：免费
TPI与坡位等级对应图
SRTM ASPECT 90米分辨率坡向数据产品
数据集名称：中国90米分辨率坡向数据产品 简介：此数据集利用中国境内90米分辨率的数字高程数据加工而成，
利用ArcGIS 9.2“Spatial Analyst”模块的“Aspect”函数进行处理，是覆盖 整个中国区域的空间分辨率为90米的坡向数据产品。 关键词：中国，90米，SRTM，坡向，Aspect 数据时期：2000年 数据类型：GeoTiffs 投影：UTM/WGS84 覆盖范围：中国及周边 空间分辨率：90米 数据量：7.5GB 值域范围：0-360 共享方式：免费
遥感数据的不确定性来源
数据固有的不确定性 数据获取过程的不确定性 数据处理的不确定性 数据转换和传输中的不确 定性
数据分类和信息提取中的 不确定性
➢ IKONOS(伊科诺斯)卫星于1999年9月24日发射成功，是世界上第一颗提 供高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。IKONOS卫星的成功发射不仅实现 了提供高清晰度且分辨率达1米的卫星影像，而且开拓了一个新的更快 捷、更经济获得最新基础地理信息的途径，更创立了崭新的商业化卫星 影像的标准。
数字高程模型第三讲：DEM数据获取方法PPT70页
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
数字高程模型第三讲：DEM数据获取 方法
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用Байду номын сангаас 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
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•（2）具有完整的比例尺系列和分幅编号系统：国家基本地 形图含1：5千、1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万、1 ：25万、1：50万、1：100万8种比例尺地形图。国家基本 地形图，按统一规定的经差和纬差进行分幅，每幅图的内 图廓皆由经线和纬线构成，并在国际百万分之一地图分幅 编号的基础上，建立了各级比例尺地形图的图幅编号系统 。
第3章 DEM数据获取方法
1
HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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内容提纲
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HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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3.1 DEM数据源及特征
3
HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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3.1.1 地形图数据源及特征
IKONOS是可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱影像的商业卫星，同 时全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。目前，IKONOS已采 集超过2.5亿Km2涉及每个大洲的影像，许多影像被广泛用于国家防御， 军队制图，海空运输等领域。从681千米高度的轨道上，IKONOS的重访周 期为3天，并且可从卫星直接向全球12个地面站地传输数据。
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HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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IKONOS(伊科诺斯)卫星于1999年9月24日发射成功，是世界上第一颗提供 高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。IKONOS卫星的成功发射不仅实现了 提供高清晰度且分辨率达1米的卫星影像，而且开拓了一个新的更快捷、 更经济获得最新基础地理信息的途径，更创立了崭新的商业化卫星影像 的标准。
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HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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我国地形图比例尺系列及其特征
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HONEYWELL - CONFIDENTIAL
File Number
缺点：
•1)地形图现势性较差：纸质地形图制作工艺复杂，更新周期 比较长，一般不及时反映局部地形地貌的变化情况。这种情 况在经济发达地区的表现尤为明显，但对于地形地貌变化较 小的地区，既有地形图是DEM物美价廉的数据源。
高，在达到λ /1000时，遥感即进入超高光谱(ultraspeetral)阶段(陈述
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HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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遥感数据的不确定性来源 数据固有的不确定性 数 据 获 取 过 程 的 不 确 定 性 数据处理的不确定性 数 据 转 换 和 传 输 中 的 不 确定性 数 据 分 类 和 信 息 提 取 中 的不确定性
遥感：源于航空摄影测量，是一种利用地物反射或辐射电磁波的固有特性 ，通过观测电磁波，识别地物及其存在环境的技术。
当前的遥感技术已经发展成为一种多平台、多波段、多分辨率和全天候的 对地观测技术，并正朝着高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率的 方向发展。
高光谱分辨率：在紫外到中红外波段范围内，划分成许多非常窄且光谱连 续的波段来进行探测的遥感系统。
国际遥感界的共识是光谱分辨率在λ /10数量级范围的称为多光谱
(Multispectral)，这样的遥感器在可见光和近红外光谱区只有几个波段
，如美国 LandsatMSS，TM，法国的SPOT等;而光谱分辨率在λ /100的遥感
信息称之为高光谱遥感(HyPerspectral);随着遥感光谱分辨率的进一步提
File Number
SRTM DEM 原始高程数据
• SRTM（Shuttle Radar Topography Mission），由美国 太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NGA）联合测 量。2000年2月11日，美国发射的“奋进”号航天飞机上 搭载SRTM系统，共计进行了222小时23分钟的数据采集工 作，获取北纬60度至南纬60度之间总面积超过1.19亿平方 公里的雷达影像数据，覆盖地球80%以上的陆地表面。 SRTM系统获取的雷达影像的数据量约9.8万亿字节，经过 两年多的数据处理，制成了数字地形高程模型（DEM）， 即现在的SRTM地形产品数据。此数据产品2003年开始公 开发布，经历多修订，目前的数据修订版本为V4.1版本。 该版本由CIAT（国际热带农业中心）利用新的插值算法得 到的SRTM地形数据，此方法更好的填补了SRTM 90的数 据空洞。插值算法来自于Reuter et al.（2007）
全色波段（Panchromatic band），因为是单波段，在图上显示是灰度图 片。全色遥感影象一般空间分辨率高，但无法显示地物色彩。 实际操作 中，我们经常将之与波段影象融合处理，得到既有全色影象的高分辨率 ，又有多波段影象的彩色信息的影象。
13
HONEYWELL一，容易变形：传统地形图多为纸质存 储介质，存放环境（温度、湿度等）导致地形图图幅产生不 同程度的变形，这种变形表现在不同方向上的长度变形和图 幅面积上的变形。
•3)地形图精度有限：地形图精度决定着地形图对实际地形表 达的可信度，与地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示 ）、成图方法有关。不同比例尺的地形图，其所表示的几何 精度和内容详细程度有很大的差别。
•定义：地形图（topographic map）指的是地表起伏形态和 地物位置、形状在水平面上的投影图。具体来讲，将地面 上的地物和地貌按水平投影的方法，并按一定的比例尺缩 绘到图纸上，这种图称为地形图。
•特点：
•（1）具有统一的大地坐标系统和高程系统：例如，“1980 年中国国家大地坐标系”和“1985国家高程基准”。以参 考椭球中心为原点、起始子午面和赤道面为基准面的地球 坐标系。
7
HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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3.1.2 遥感数据源及特征
航空摄影和航天遥感是目前获取DEM的主要数据源，利 用该数据源可获取和更新大面积的DEM数据。
航空照片
遥感影像
8
HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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3.1.2 遥感数据源及特征
第3章 DEM数据获取方法
1
HONEYWELL - CONFIDENTIAL
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内容提纲
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3.1 DEM数据源及特征
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3.1.1 地形图数据源及特征
IKONOS是可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱影像的商业卫星，同 时全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。目前，IKONOS已采 集超过2.5亿Km2涉及每个大洲的影像，许多影像被广泛用于国家防御， 军队制图，海空运输等领域。从681千米高度的轨道上，IKONOS的重访周 期为3天，并且可从卫星直接向全球12个地面站地传输数据。
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IKONOS(伊科诺斯)卫星于1999年9月24日发射成功，是世界上第一颗提供 高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。IKONOS卫星的成功发射不仅实现了 提供高清晰度且分辨率达1米的卫星影像，而且开拓了一个新的更快捷、 更经济获得最新基础地理信息的途径，更创立了崭新的商业化卫星影像 的标准。
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我国地形图比例尺系列及其特征
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缺点：
•1)地形图现势性较差：纸质地形图制作工艺复杂，更新周期 比较长，一般不及时反映局部地形地貌的变化情况。这种情 况在经济发达地区的表现尤为明显，但对于地形地貌变化较 小的地区，既有地形图是DEM物美价廉的数据源。
高，在达到λ /1000时，遥感即进入超高光谱(ultraspeetral)阶段(陈述
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遥感数据的不确定性来源 数据固有的不确定性 数 据 获 取 过 程 的 不 确 定 性 数据处理的不确定性 数 据 转 换 和 传 输 中 的 不 确定性 数 据 分 类 和 信 息 提 取 中 的不确定性
遥感：源于航空摄影测量，是一种利用地物反射或辐射电磁波的固有特性 ，通过观测电磁波，识别地物及其存在环境的技术。
当前的遥感技术已经发展成为一种多平台、多波段、多分辨率和全天候的 对地观测技术，并正朝着高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率的 方向发展。
高光谱分辨率：在紫外到中红外波段范围内，划分成许多非常窄且光谱连 续的波段来进行探测的遥感系统。
国际遥感界的共识是光谱分辨率在λ /10数量级范围的称为多光谱
(Multispectral)，这样的遥感器在可见光和近红外光谱区只有几个波段
，如美国 LandsatMSS，TM，法国的SPOT等;而光谱分辨率在λ /100的遥感
信息称之为高光谱遥感(HyPerspectral);随着遥感光谱分辨率的进一步提
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SRTM DEM 原始高程数据
• SRTM（Shuttle Radar Topography Mission），由美国 太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NGA）联合测 量。2000年2月11日，美国发射的“奋进”号航天飞机上 搭载SRTM系统，共计进行了222小时23分钟的数据采集工 作，获取北纬60度至南纬60度之间总面积超过1.19亿平方 公里的雷达影像数据，覆盖地球80%以上的陆地表面。 SRTM系统获取的雷达影像的数据量约9.8万亿字节，经过 两年多的数据处理，制成了数字地形高程模型（DEM）， 即现在的SRTM地形产品数据。此数据产品2003年开始公 开发布，经历多修订，目前的数据修订版本为V4.1版本。 该版本由CIAT（国际热带农业中心）利用新的插值算法得 到的SRTM地形数据，此方法更好的填补了SRTM 90的数 据空洞。插值算法来自于Reuter et al.（2007）
全色波段（Panchromatic band），因为是单波段，在图上显示是灰度图 片。全色遥感影象一般空间分辨率高，但无法显示地物色彩。 实际操作 中，我们经常将之与波段影象融合处理，得到既有全色影象的高分辨率 ，又有多波段影象的彩色信息的影象。
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HONEYWELL一，容易变形：传统地形图多为纸质存 储介质，存放环境（温度、湿度等）导致地形图图幅产生不 同程度的变形，这种变形表现在不同方向上的长度变形和图 幅面积上的变形。
•3)地形图精度有限：地形图精度决定着地形图对实际地形表 达的可信度，与地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示 ）、成图方法有关。不同比例尺的地形图，其所表示的几何 精度和内容详细程度有很大的差别。
•定义：地形图（topographic map）指的是地表起伏形态和 地物位置、形状在水平面上的投影图。具体来讲，将地面 上的地物和地貌按水平投影的方法，并按一定的比例尺缩 绘到图纸上，这种图称为地形图。
•特点：
•（1）具有统一的大地坐标系统和高程系统：例如，“1980 年中国国家大地坐标系”和“1985国家高程基准”。以参 考椭球中心为原点、起始子午面和赤道面为基准面的地球 坐标系。
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3.1.2 遥感数据源及特征
航空摄影和航天遥感是目前获取DEM的主要数据源，利 用该数据源可获取和更新大面积的DEM数据。
航空照片
遥感影像
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3.1.2 遥感数据源及特征