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基于辽宁省兴城市地形图的DEM建立及精度研究
【摘要】
本文以辽宁省兴城市为例，基于地形图数据，建立数字高程模型（DEM），并对其精度进行研究。首先介绍了DEM建模的原理和主要方法；接着，详细比较了不同参数设置下所得的DEM与实际地形的差异，并针对不同地形类型分析了DEM的误差来源；最后，结论表明，合理地设置参数，采用多种校正方法，可以有效提高DEM的精度。
【关键词】数字高程模型（DEM）；兴城市；误差分析；精度研究
【正文】
一、引言
数字高程模型（DEM）建模是地质勘探、土地规划、水利工程等方向的重要基础工作之一。近年来，随着地理信息系统技术的不断发展，DEM的建立和应用得到了广泛推广。兴城市位于辽宁省东南部，地处辽宁半岛与山东半岛之间，是我国重要的能源、交通枢纽城市。而DEM的精度对于该市的地质勘探、水资源调度等任务具有重大意义。本文以兴城市为例，建立DEM，并对其精度进行研究。
二、DEM建模原理和方法
DEM的建立主要包括两个步骤，即数据采集和DEM表面重建。数据采集可以采用激光雷达（LiDAR）、光学遥感（如航空影像）、测量地物（如GPS）、现场测量（如全站仪）等多种方式。DEM表面重建则是将采集的数据处理，形成一组有序的数据点，再利用拟合、插值或区域法等方法构建表面模型，从而获取表面高程、坡度和坡向等信息。
在本文中，我们采用栅格数据模型，利用兴城市的地形图数据建立DEM。主要步骤为：（1）数据预处理；（2）DEM生成；（3）DEM校正。
三、DEM精度分析
DEM建模中涉及到多个参数的设置，并且在不同地形类型下，DEM的精度也存在差异。在本节中，我们将对DEM的精度进行分析。
1.参数设置
DEM的精度与参数设置密切相关。研究表明，DEM中参数设置的不同对DEM精度的影响很大。本文中，我们分别比较了DEM在不同参数设置下的表现，即：格网大小、邻域窗口大小、插值方法等参数的设置。实验结果表明，其中以邻域窗口大小的设置对DEM的精度影响最大，正确的设置其大小可以有效提高DEM的精度。
2.DEM的误差来源
DEM的误差来源有很多，可以分为系统误差和随机误差两类。
（1）系统误差
系统误差主要包括：测量因素、仪器影响和人为误差等，这些误差在DEM建立过程中比较难以完全避免。本文中，我们通过比较不同地形类型下DEM的误差特征，发现山地区域的DEM误差明显高于平地区域，可能与山地区域的地形复杂度较高、观测difficulties较大有关。
（2）随机误差
随机误差主要由于DEM采样点的误差、光学、地面遮挡、气象因素等原因引起。本文中，我们采用了多种线性和非线性算法对DEM的随机误差进行校正，在DEM的精度提高明显。
四、结论
本文以辽宁省兴城市为例，建立数字高程模型，并对其精度进行了研究。结果表明，DEM的精度与参数设置和地形类型密切相关，正确的参数设置可以大大提高DEM的精度。DEM的误差主要来源于测量因素、仪器影响和随机误差等因素，采用多种校正方法可有效控制误差。本文的研究为兴城市的地质勘探、水资源调度等提供了基础。