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數(shù)字高程模型作為地球空間信息框架的基本內(nèi)容和其他各種信息的開車體被列為包括中國(guó)在內(nèi)的各國(guó)的各國(guó)十分重視的基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品。本書系統(tǒng)論述了DEM數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)記錄及建模與分析的最的理念研究成查和先進(jìn)技術(shù)方法，其中精度模型和建模算法對(duì)于地理三維信息數(shù)字化、自動(dòng)化有重要意義。該書對(duì)正在進(jìn)行的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和數(shù)字地球戰(zhàn)略的實(shí)施具有較大的理論和技術(shù)參考價(jià)值，適合于與地學(xué)相關(guān)專業(yè)的科研、生產(chǎn)、管理人員以及教學(xué)師和學(xué)生使用。

數(shù)字化是在本世紀(jì)50年代電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后才提出的新概念，而數(shù)字高程模型（DEM）的概念在1958年就已經(jīng)提出了。到了今天，數(shù)字高程模型作為地球表面地形的數(shù)字描述和模擬已成為空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和“數(shù)字地球”的重要組成部分。幾十年來(lái)對(duì)數(shù)字高程模型的研究始終方興未艾、十分活躍。從1972年起國(guó)際攝影測(cè)量與遙感學(xué)會(huì)（ISPRlS）一直把DEM作為主題，組織工作組進(jìn)行國(guó)際性合作研究。
    盡管有關(guān)DEM的論著和論文非常之多，但是，當(dāng)我讀到由李志林和朱慶寫的這本書時(shí)，我仍然激動(dòng)不已，一口氣把它讀完。我為這本書中的理論創(chuàng)造性、方法的實(shí)用性和對(duì)數(shù)字化生產(chǎn)的指導(dǎo)性而興奮，中國(guó)的地球空間信息學(xué)后繼有人!
    本書用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言，有條理地、系統(tǒng)而全面地論述了數(shù)字高程模型的概念、數(shù)據(jù)獲取、建模方法、精度分析模型等。書中對(duì)由格網(wǎng)數(shù)據(jù)建立DEM的表面精度所作的深入分析和對(duì)DEM精度與格網(wǎng)間隔及等高距關(guān)系的分析具有理論創(chuàng)造性，是本書的一閃光點(diǎn)。
    為了推動(dòng)DEM數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，作者集中力量對(duì)數(shù)字高程模型生產(chǎn)的質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)組織和高程內(nèi)插方法進(jìn)行了深入分析，并介紹了生產(chǎn)中的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)方法，這些敘述是基于作者在“九五”國(guó)家測(cè)繪局重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目中的實(shí)際工作和調(diào)查研究得到的結(jié)果，具有實(shí)際推廣應(yīng)用價(jià)值。
    對(duì)于DEM的應(yīng)用．本書側(cè)重介紹了數(shù)字地形分析、可視化和在土木工程、水利工程、環(huán)境工程及GIS中的應(yīng)用。這些論述對(duì)推動(dòng)DEM在各領(lǐng)域的應(yīng)用，乃至在“數(shù)字地球”中的應(yīng)用有實(shí)際意義。
    可喜的是本書的主要研究成果已在吉奧之星（GeoStar）GIS軟件中得以實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的軟件模塊GeoTIN和GeoGrid已在我國(guó)“七大江河”1：10000 DEM和全國(guó)1：50000DEM數(shù)據(jù)庫(kù)建立中立下功勞，成為1999年國(guó)家科技部的推薦軟件。
    基于以上的理由，我愿向廣大讀者，包括科研、教學(xué)、生產(chǎn)和管理方面的讀者推薦這本書。長(zhǎng)江后浪推前浪，江山代有才人出！也希望本書的作者們不斷努力，創(chuàng)造更大的輝煌！
    李德仁于武漢
    1999.12.5

  7．10數(shù)字高程模型的生產(chǎn)過程的質(zhì)量檢查
    DEM的質(zhì)量控制流程是DEM生產(chǎn)流程中的一條主線。從這個(gè)角度來(lái)劃分，可以將DEM生產(chǎn)項(xiàng)目的質(zhì)量檢查分為三個(gè)部分：原始資料的質(zhì)量檢查、數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量檢查、最終產(chǎn)品的質(zhì)量檢查。這三部分的質(zhì)量檢查事實(shí)上是與DEM生產(chǎn)的工藝流程密切相關(guān)的，嚴(yán)格地說(shuō)。只有對(duì)DEM的原始數(shù)據(jù)的處理才真正屬于DEM質(zhì)量檢查的范圍，而這以前的質(zhì)量檢查盡管和DEM的質(zhì)量有很大的關(guān)系，如使用攝影測(cè)量方法生產(chǎn)DEM中許多的工作（如原始航片的質(zhì)量、掃描后的影像質(zhì)量、參數(shù)文件的檢查等）并不真正屬于DEM質(zhì)量檢查的范圍。
    7．10．1質(zhì)量檢查的內(nèi)容
    盡管采用何種生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)DEM和DEM的質(zhì)量檢查是密切相關(guān)的，即不同的工藝流程會(huì)導(dǎo)致DEM的質(zhì)量檢查會(huì)有很大的不同，但總的來(lái)說(shuō)，DEM的質(zhì)量檢查應(yīng)當(dāng)包括這樣一些內(nèi)容：
    （1）檢查DEM原始的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；
    （2）檢查DEM數(shù)據(jù)起止點(diǎn)坐標(biāo)的正確性；
    （3）檢查DEM原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量；
    （4）檢查DEM的高程值有效范圍區(qū)是否正確；
    （5）檢查生成DEM的內(nèi)插模型；
    （6）檢查生成的DEM產(chǎn)品的質(zhì)量；
    （7）檢查DEM的元數(shù)據(jù)文件是否正確。
    這些內(nèi)容中，對(duì)于DEM原始的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、DEM數(shù)據(jù)起止點(diǎn)坐標(biāo)的正確性、DEM高程值有效范圍區(qū)的正確性、DEM元數(shù)據(jù)文件的正確性等問題的檢查一般都比較容易，而對(duì)DEM原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量、生成DEM的內(nèi)插模型及生成DEM產(chǎn)品的質(zhì)量檢查則比較困難，也是比較關(guān)鍵的。
    對(duì)DEM原始數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢查的實(shí)質(zhì)是檢查數(shù)據(jù)中是否含有誤差（包括系統(tǒng)誤差、偶然誤差和粗差）。對(duì)生成DEM產(chǎn)品的質(zhì)量檢查主要是檢查DEM產(chǎn)品是否含有誤差、整體精度如何、是否準(zhǔn)確反映了地形等。對(duì)DEM內(nèi)插模型的檢查則要復(fù)雜一些，從數(shù)學(xué)的角度而言，可從逼近程度、外推能力、平滑效果、惟一性、計(jì)算時(shí)間等方面進(jìn)行比較檢查和評(píng)價(jià)，但在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)法對(duì)內(nèi)插模型的這些特性進(jìn)行檢查，更為主要的是，大量的實(shí)踐表明，影響DEM精度的主要因素取決于原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量和顧及地形特征與否，而與內(nèi)插并無(wú)明顯的關(guān)系。但一般認(rèn)為．使用雙線形內(nèi)插的效果要好一些。
    7．10．2質(zhì)量檢查的方法
    一般有三種方法對(duì)DEM的質(zhì)量進(jìn)行檢查，它們是：
    （1）目視檢查：主要是由計(jì)算機(jī)生成DEM數(shù)據(jù)的可視化形式，由人工進(jìn)行判斷與檢查。比如在基于地形圖掃描矢量化生產(chǎn)DEM的方法中，可將DEM按高程分層設(shè)色，與等高線和掃描影像疊加顯示或繪圖輸出檢查，或?qū)EM生成的三維暈渲圖與等高線疊加檢查，或用DEM內(nèi)插與原始等高線相同等高距的等高線進(jìn)行套合檢查，即所謂的等高線回放法。
    在攝影測(cè)量生產(chǎn)DEM的方法中。可將DEM生成的等高線與正射影像進(jìn)行疊加，目視等高線是否有突變情況，或與地形圖比較，當(dāng)?shù)孛残螒B(tài)、同名點(diǎn)（近似）高程差異較大時(shí)說(shuō)明可能有問題。
    （2）半自動(dòng)檢查（交互式檢查）：上節(jié)所述的基于趨勢(shì)面與三維可視化的方法，以及基于等高線拓?fù)潢P(guān)系的方法都屬于此類方法。在全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量及交互式攝影測(cè)量生產(chǎn)DEM的方法中，使用左、右正射影像零立體對(duì)DEM的檢測(cè)手段也屬于這類方法。一般地，在較成熟的生產(chǎn)DEM的軟件中，這種人工交互的方法是很多的。
    （3）自動(dòng)檢查：原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查可采用上節(jié)所述的濾波方法及基于坡度信息的方法。由于原始數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差與其生成的方法和流程有極為密切的關(guān)系，如果不在生產(chǎn)工藝中生成原始數(shù)據(jù)的前一步對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行檢測(cè)與剔除，而從數(shù)據(jù)本身來(lái)處理則會(huì)很難，所以在此一般不作討論。DEM產(chǎn)品的質(zhì)量檢查也可采用這種方法。
    （4）影像分析檢查：DEM常常是一組用矩陣形式表示的高程組，實(shí)際上為柵格數(shù)據(jù)。和其他柵格數(shù)據(jù)一樣，可以用影像來(lái)表達(dá)和檢查DEM高程誤差。用影像來(lái)檢查DEM的手段主要有兩種，即灰度和彩色影像。兩種方法均采用色彩對(duì)照表建立各個(gè)高程值和灰度或彩色之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)DEM的局部進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，進(jìn)而計(jì)算出局部區(qū)域DEM的誤差。實(shí)際上將DEM作為影像時(shí)，許多對(duì)影像的操作都可對(duì)DEM應(yīng)用，這是一個(gè)很有潛力的研究領(lǐng)域。
    7．10．3基于地形圖掃描矢量化的質(zhì)量檢查的流程
    DEM生產(chǎn)時(shí)的質(zhì)量過程控制方法，以及分析質(zhì)量管理的具體內(nèi)容。不同的生產(chǎn)方式、不同的生產(chǎn)設(shè)備和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不同的要求，質(zhì)量控制的內(nèi)容方法存在較大的差異。
    （1）基礎(chǔ)資料的質(zhì)量：基礎(chǔ)資料分為薄膜黑圖和彩圖兩種。復(fù)制薄膜黑圖必須符合作業(yè)規(guī)程中的要求，當(dāng)原圖確有質(zhì)量問題時(shí)，要進(jìn)行處理才能使用。圖廓點(diǎn)和有無(wú)非均勻變形是重點(diǎn)檢查的內(nèi)容，檢查一般采用量測(cè)圖廓邊長(zhǎng)，計(jì)算與理論值的較差，較差在0．3mm以內(nèi)的圖幅，可以認(rèn)為變形較小符合要求；如果邊長(zhǎng)較差大于O．3ram，可先將圖進(jìn)行掃描，將掃描影像進(jìn)行幾何糾正，消滅系統(tǒng)變形誤差，然后選擇方里網(wǎng)交點(diǎn)坐標(biāo)與理論值進(jìn)行比較，誤差小于0．2mm的符合精度要求。否則應(yīng)進(jìn)行局部控制糾正。沒有方里網(wǎng)交點(diǎn)的，可選擇特征點(diǎn)，從彩圖上獲得理論坐標(biāo)值，計(jì)算變形誤差。
    （2）預(yù)處理圖的質(zhì)量：主要檢查以下幾個(gè)方面：湖泊、水庫(kù)、雙線河的選取是否合理；高程估
    讀是否正確；原圖上等高線斷開的地方，預(yù)處理是否合理；為了配合TIN構(gòu)造，增加的特征點(diǎn)
    是否正確。
    （3）掃描影像的質(zhì)量：掃描儀是否達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)；掃描影像是否按要求的格式命名和文件組織存儲(chǔ)；掃描影像的完整性和影像質(zhì)量是否達(dá)到要求，不粘連，不發(fā)虛。
    （4）矢量化：矢量化過程的各種參數(shù)設(shè)置應(yīng)合理，核實(shí)新添加的數(shù)據(jù)的正確性。在屏幕上將矢量數(shù)據(jù)和柵格影像疊合顯示，檢查數(shù)字化的要素是否有遺漏；檢查是否存在短小毛刺；檢查高程賦值有無(wú)粗差；檢查補(bǔ)繪的等高線是否合理；不應(yīng)該有多邊形錯(cuò)誤和不合理的懸掛節(jié)點(diǎn)；檢查要素之間是否有不合理的粘連或打結(jié)。
    （5）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換建立拓?fù)潢P(guān)系：檢查圖廓點(diǎn)的坐標(biāo)值及點(diǎn)號(hào)是否正確；檢查坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差是否符合精度要求；檢查各數(shù)據(jù)層的正確性；檢查每一層的拓?fù)潢P(guān)系是否正確。檢查每一個(gè)屬性表是否正確，屬性項(xiàng)的名稱、定義和順序是否符合規(guī)定要求；檢查屬性值是否超過值域范圍。
    檢查各屬性項(xiàng)值的正確性。
    （6）接邊檢查：檢查各要素是否與本圖圖廓線嚴(yán)格吻合，不得偏離；檢查相鄰圖幅要素是否全部接邊，接邊誤差是否在規(guī)定值之內(nèi)，屬性值是否一致。
    （7）位置精度和屬性精度檢查：屬性精度，完整性和邏輯一致性檢查；位置精度和屬性代碼，可以在工作站上對(duì)矢量數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行符號(hào)化和注記，以柵格數(shù)據(jù)當(dāng)背景顯示，檢查其正確性；繪圖檢查也是一種可行的方法，可以充分利用人力資源。
    （8）生成TIN：檢查生成TIN是否采用了規(guī)定的數(shù)據(jù)內(nèi)容；檢查生成TIN時(shí)使用的各種參數(shù)是否合理和正確；檢查TIN是否覆蓋整個(gè)圖幅范圍，并向圖廓外適當(dāng)延伸；對(duì) TIN進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)粗差的地方和不合理的地方退回上一步，修改矢量數(shù)據(jù)。使用方法：交互式檢查。
    （9）生成DEM：檢查生成DEM的內(nèi)插模型；檢查DEM數(shù)據(jù)起止點(diǎn)坐標(biāo)的正確性；檢查高程值有效范圍區(qū)是否正確；檢查DEM是否存在不平滑的地方需要編輯處理；檢查DEM是否有粗差，有則退上一步修改；檢查元數(shù)據(jù)文件是否正確。主要檢查方法：將DEM按高程分層設(shè)色，與等高線和掃描影像疊加顯示或繪圖輸出檢查，或?qū)EM生成的三維暈渲圖與等高線疊加檢查。相鄰圖幅DEM接邊處是否連續(xù)，有無(wú)裂縫。
    （10）DEM編輯：檢查DEM數(shù)據(jù)中存在的不平滑現(xiàn)象是否徹底編輯干凈和合理。
    （11）檢查文檔簿填寫的內(nèi)容是否完整，正確。
    （12）產(chǎn)品歸檔檢查：檢查各種數(shù)據(jù)資料、圖形資料、文檔資料是否齊全；檢查存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的介質(zhì)和規(guī)格是否按規(guī)定要求；檢查備份的數(shù)量；檢查數(shù)據(jù)是否可用；文件組織、文件命名是否按規(guī)定要求。
    7．10．4基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的質(zhì)量檢查的流程

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