基于信息含量分析法确定DEM分辨率的方法研究

分辨率是基于地形测绘数据插值生成DEM的基本问题。利用合适的分辨率既可使生成的DEM如实反映和描述地面地形特征,又可避免引入新误差。基于地貌学原理,以读取基础数据所有信息和有效表达地貌特征为目标,利用多种栅格DEM的坡度均方差-栅格尺寸关系曲线,结合对插值DEM上地貌特征的分析,可以客观地确定地形图插值生成DEM的合适栅格尺寸。系统介绍了这种方法的基本原理,并以黄土高原1∶25万地形图插值生成DEM为例,对该方法的应用进行了讨论。典型地区试验研究表明,黄土丘陵区1∶25万和1∶1万地形图(等高距分别为100 m和5 m)插值生成DEM,DEM的坡度均方差-栅格尺寸关系曲线拐点分别位于50 m和2.5 m处,因而分辨率分别为50 m和2.5 m。本研究可以为改进我国DEM质量提供支持。

考虑误差自相关改正确定DEM分辨率

"坡度均方根—栅格尺寸"方法确定DEM分辨率具有明确的地貌学意义,而DEM误差会对坡度产生较大影响。利用1∶1万和1∶25万两种比例尺地形图资料,分别生成不同栅格尺寸DEM,绘制"坡度均方根—栅格尺寸"关系曲线进行分析后认为,1∶1万比例尺地形图生成DEM的合适分辨率为5m,1∶25万比例尺地形图生成DEM的合适分辨率为50m。对DEM进行误差自相关改正后分析其"坡度均方根—栅格尺寸"关系曲线,认为1∶1万比例尺地形图生成DEM的合适分辨率增大为20m,1∶25万比例尺地形图生成DEM的合适分辨率增大为75m。研究表明,DEM经误差自相关改正后,坡度信息量有明显增加,在较大的栅格尺寸即可充分反映地形特征,同时避免了高程内插带来的误差。