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基于三维激光点云数据和NURBS曲面的DEM构建的开题报告
摘要：
数字高程模型（DEM）构建一直是遥感领域和地理信息科学领域的研究热点。本文研究了基于三维激光点云数据和NURBS曲面的DEM构建方法，并详细介绍了其理论和实现过程。通过实验，证明该方法可以有效地提高DEM的精度和质量，并具有较好的实用性和可行性。
关键词：数字高程模型，激光点云数据，NURBS曲面，DEM构建
1.研究背景
数字高程模型（DEM）是描述地物表面海拔高度信息的三维数值模型。DEM在遥感领域和地理信息科学领域有广泛应用，如地形分析、水文模拟、地图制作等。DEM构建方法主要分为基于遥感影像的方法、基于激光雷达数据的方法和基于多源数据融合的方法。其中，基于激光雷达数据的DEM构建方法精度较高，适用于崇山峻岭等复杂地形区域，近年来越来越受到研究者的关注。
2.研究内容和方法
本文研究了基于三维激光点云数据和NURBS曲面的DEM构建方法。首先，通过激光雷达对地物表面进行扫描，得到从激光器到地面反射点之间的距离信息，进而生成三维激光点云数据。然后，将激光点云数据转换为NURBS曲面，用曲面拟合地形表面，得到高精度的DEM。
具体实现过程如下：
（1）激光雷达扫描地面，得到反射点的坐标和距离。
（2）对激光点云数据进行预处理，包括去除离群点、降噪等，以提高数据质量和拟合效果。
（3）将激光点云数据转换为NURBS曲面。NURBS曲面是一种有理B样条曲面，具有较好的灵活性和拟合效果。具体实现可以采用基于控制点的方法或拟合点的方法。
（4）对于曲面拟合结果中的局部异常点，可以采用权重调整或曲线平滑等方法进行进一步的处理。
（5）通过DEM质量评估，评估DEM的精度和误差。
3.研究成果和意义
为了验证该方法的实际效果和可行性，本文在实际地形区域进行了实验，并与传统方法进行了比较。实验结果表明，基于三维激光点云数据和NURBS曲面的DEM构建方法精度较高，误差小，适用于崇山峻岭等复杂地形区域。此外，该方法还具有可视化效果好、数据量小、计算速度快等优点，具有较好的实用价值。
4.研究展望
基于三维激光点云数据和NURBS曲面的DEM构建方法虽然取得了一定的成果，但仍存在一些问题和挑战，如数据质量控制、曲面拟合算法优化、DEM质量评估方法等。因此，进一步深入研究和探索该方法的应用和优化，具有重要的理论和实用意义。