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当前,空间数据的不确定性研究理论具有十分重要的意义,而DEM作为空间数据基础设施的重要组成部分,其不确定性的研究也很重要。DEM作为地球表面的数字表达,有着广泛的应用。建立DEM的方法有很多种,但传统的方法相当的费时、费力,且容易出现输入错误,具有一定的滞后性。随着航空、航天遥感技术的不断发展,传感器的性能不断提高,可以通过遥感技术获取立体像对,通过摄影测量技术产生DEM。 本文使用SPOT影像,利用VirtuoZo工作站版本来提取DEM。在提取DEM的过程中,会不可避免地存在误差和不确定性。本文以江宁为实验区,用蒙特卡罗方法对所提取的DEM进行不确定性模拟。 提取DEM时,控制点是从1:5万地形图上选择的。控制点的选择和分布对DEM的精度很重要。通过分析,发现利用VirtuoZo提取DEM主要包括以下误差:地形图本身的精度不高,存在误差,所以控制点本身的精度不高;影像分辨率为10米,较低,不利于控制点的选择;江宁区地形较为复杂、破碎,会影响高程的计算,从而影响DEM的精度:匹配窗口的选择会影响DEM的精度;人为误差、系统误差以及随机误差等等。 论文在对DEM作精度评价之前,先对DEM的粗差进行处理。采用了一种基于规则格网DEM的粗差检测和剔除方法。结果表明,在地势较高的地方,粗差点较多,在地势较平坦的地方,粗差点较少。 本文采用检查点法和剖面法对DEM进行精度评价。在用检查点做精度评价时,将所提取的DEM与1:5万的DEM作比较,选取了20个检查点,算出RMSE为11.86m,并得出一个结论:在地势比较平坦、山地起伏较小的地方,提取的DEM精度较好。在用剖面法进行精度评价时,在X方向、Y方向和任意方向分别做了8、9、11条剖面线,并算出不同方向各个剖面曲线的RMSE值以及RMSE的平均值,发现不同方向剖面曲线的RMSE的平均值相差不大,此值与20个检查点的RMSE也相差不大。这些基本满足1:10万DEM的精度要求。对于江宁这样地形较为复杂、破碎的地带,用VirtuoZo提取DEM能够满足1:10万DEM的精度要求,其他地区也应该能满足这样的要求。 本文采用蒙特卡罗方法模拟DEM的不确定性,其中,重点描述了随机场的产生和N值的确定。通过比较各种随机场的生成方法,最后确定用随机法来产生随机场,以确保能模拟最差情况下DEM的不确定性。本文选用两种标准差来模拟DEM的不确定性。当标准差为11.86m时,N值确定为150;当标准差为15.85m时,N值也确定为150。并分别作出模拟的DEM与1:5万DEM的残差图,发现在地形起伏不大的地方,DEM模拟的精度较好。也就是说,在地势比