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利用星载激光雷达数据校正森林区dem误差

遥感信息 2024年第4期39卷 44-52页

作者：刘天清王丽王烽潘紫阳万阿芳湖南省第一测绘院长沙410114 实景三维建设与应用技术湖南省工程研究中心长沙410114 广东省国土资源测绘院广州510663 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

在植被区,通过光学遥感或InSAR技术生产的dem产品不能反映真实林下地形高度。森林区dem误差主要是植被高引起的系统偏差,植被覆盖度和地形是森林区dem的主要误差来源。新一代星载激光雷达可以提供大量高精度林下地形控制点产品,为森林区... 详细信息

在植被区,通过光学遥感或InSAR技术生产的dem产品不能反映真实林下地形高度。森林区dem误差主要是植被高引起的系统偏差,植被覆盖度和地形是森林区dem的主要误差来源。新一代星载激光雷达可以提供大量高精度林下地形控制点产品,为森林区dem误差的纠正提供了新的契机。鉴于此,文章提出基于机器学习框架下顾及植被覆盖及地形因素的林区dem误差校正方法。首先,获取高精度星载激光雷达地形控制点与dem的地形残差;其次,利用光学遥感数据、SAR遥感数据及dem产品数据计算与植被覆盖和地形有关的特征参数;最后,联合这些特征参数与获取的地形残差点分别建立不同类型dem产品误差校正模型。选取位于美国田纳西州和北卡罗来纳州交界处的山地林区作为本研究的实验区。研究结果表明,相对原始dem,校正高程误差后的dem精度提升超过40%,有效校正了林区dem误差。

关键词： ICESat-2 地形高度误差因素随机森林 dem校正

基于ICESat-2的横断山区NASA dem高程精度评价与误差校正

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西南林业大学学报（自然科学） 2024年第5期44卷 136-146页

作者：周鹏飞王艳霞周汝良西南林业大学地理与生态旅游学院云南昆明650233

以星载激光雷达ICESat–2为参考数据源,将NASA dem作为实验数据,分析了其在横断山区中西部复杂地形地貌区的整体高程精度;同时,研究了dem误差与地表变量(如坡度、坡向、起伏度、植被覆盖度、土地利用类型等)之间的关系。为校正NASA dem... 详细信息

以星载激光雷达ICESat–2为参考数据源,将NASA dem作为实验数据,分析了其在横断山区中西部复杂地形地貌区的整体高程精度;同时,研究了dem误差与地表变量(如坡度、坡向、起伏度、植被覆盖度、土地利用类型等)之间的关系。为校正NASA dem的高程误差,引入随机森林、反向传播神经网络、极度梯度提升树模型和轻量级梯度提升模型等4种机器学习方法,结合地表变量构建了高程误差校正模型并对校正后的NASA dem进行精度分析。结果表明:NASA dem的高程平均误差为–3.5 m,平均绝对误差为8.2 m,均方根误差为11.7 m,高程误差符合正态分布。NASA dem的高程精度随着坡度、起伏度和植被覆盖度的增大而降低,不同坡向和土地利用类型下的高程精度存在较大差异。4种机器学习模型均能校正NASA dem的高程精度,校正后的平均误差、平均绝对误差和均方根误差均有所改善;RF、XGBoost和LightGBM校正后的平均误差均为0 m;BPNN校正后平均绝对误差最低为6.9 m;BPNN和XGBoost校正后均方根误差最低均为10.6 m;BPNN校正后的R2值最高;BPNN在不同土地利用类型下的校正精度表现最佳。本研究结果为地学研究中选择和应用NASA dem时提供精度上的参考依据,并通过引入多种机器学习模型,为NASA dem及其他全球dem产品高程误差校正研究提供了有效的方法论。

关键词： ICESat–2 NASA dem 高程模型精度评价 dem校正机器学习

植被区ICESat-2 ATL08地形数据筛选及其在dem误差校正中的应用

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植被区ICESat-2 ATL08地形数据筛选及其在DEM误差校正中的应用

作者：王丽中南大学

学位级别：硕士

数字高程模型(Digital Elevation Model,dem)是基础设施建设、灾害监测与预警、资源调查等应用的重要基础数据。由于植被覆盖遮挡,现有通过光学或In SAR获取的dem产品包含全部或部分树高,严重制约dem产品的精度。星载激光雷达(Ice,Cloud... 详细信息

数字高程模型(Digital Elevation Model,dem)是基础设施建设、灾害监测与预警、资源调查等应用的重要基础数据。由于植被覆盖遮挡,现有通过光学或In SAR获取的dem产品包含全部或部分树高,严重制约dem产品的精度。星载激光雷达(Ice,Cloud and land Elevation Satellite-2,ICESat-2)采用光子计数测高技术获取大范围、空间离散、高精度植被层下的地面高程点,为获取高精度林下地形信息提供重要控制数据。然而,ICESat-2数据在获取时受系统噪声、大气以及地表覆盖等多方面因素的影响,导致其测高误差空间分布差异大,无法直接用于林下地形的调查。鉴于此,本文以植被区ICESat-2ATL08地形数据筛选及其在dem误差校正中的应用为题开展研究,主要研究工作如下:(1)分析了植被覆盖区ICESat-2 ATL08地形及冠层高度数据误差影响因素及误差分布规律,为ICESat-2 ATL08地形及冠层高度数据筛选提供了依据。以覆盖美国35个生态网络观测站的高精度机载Li DAR数据为参考,对ICESat-2 ATL08地形及冠层高度产品进行精度评估,并分析不同植被参量、不同地形影响下的误差分布规律。分析结果表明:地形高度产品在低矮或稀疏的植被区精度较高,且其精度随坡度、植被覆盖度及冠层高度的增加而降低;冠层高度产品在温带阔叶林和混交林地区的%RMSE为34.78%,在沙漠和干旱灌木丛地区的%RMSE为127.47%。在当坡度大于30°或者冠层高度大于30m时,白天获取的地形产品的RMSE超过5m,白天获取的冠层高度产品的RMSE超过8m。(2)提出了顾及误差影响因素关联性的植被区ICESat-2 ATL08地形数据筛选方法,实验结果表明该方法可有效剔除不可靠数据。传统的阈值分割数据筛选方法可筛选出高精度控制数据,但该类方法会牺牲大量的可用地形样本,且未顾及多种误差影响因素间的耦合。为此,本文提出联合误差影响因素和ATL08内置参数,通过XGBoost模型筛选ICESat-2 ATL08地形数据。实验结果表明:筛选后地形数据的RMSE为1.14m;新方法筛选的数据保留率超过60%;与未筛选的数据相比,筛选后数据的精度提升率超过40%。将该方法进行可迁移性验证,在大范围验证实验区可实现与训练实验区相当的数据筛选效果。(3)发展了基于ICESat-2 ATL08筛选数据的植被区dem误差校正方法,实验结果表明该方法可有效提升dem产品精度。现有通过光学或In SAR获取的全球dem产品在植被区受植被覆盖及地形因素的影响,无法表征林下地表信息。本文分析dem误差与植被覆盖及地形坡度的关联,联合哨兵1、哨兵2、地形及植被分类数据(林区和非林区),以经过筛选的ICESat-2 ATL08地形数据作为控制数据,对林区dem误差进行估计校正,并以机载Li DAR地形作为参考。研究结果表明,在平地和山地两处实验区,相对原始dem而言,三种dem产品(SRTM、Tan dem、ASTER Gdem)校正后的RMSE减小超过40%。图41幅,表14个,参考文献129篇

关键词： ICESat-2 ATL08 数据筛选林下地形 dem校正

基于GeoScene软件对无人机影像解算的应用研究与问题分析

同方学位论文库评论

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资源导刊 2024年第2期 31-34页

作者：罗永晶赵瑞芸张爱斌赵耀彬内蒙古兴业银锡矿业股份有限公司内蒙古赤峰024000 内蒙古邦泰建设工程有限公司内蒙古鄂尔多斯017000 赤峰市自然资源储备整理中心内蒙古赤峰024000

以赤峰市中色锌业废渣填埋场为研究对象,首先,以易智瑞GeoScene Pro软件中的Ortho Mapping模块为基础,生成项目区的正射影像(DOM)、数字地形模型(DTM),并讲述了正射校正的注意事项。其次,利用网络RTK按1∶500地形图测绘要求,对现场进行... 详细信息

以赤峰市中色锌业废渣填埋场为研究对象,首先,以易智瑞GeoScene Pro软件中的Ortho Mapping模块为基础,生成项目区的正射影像(DOM)、数字地形模型(DTM),并讲述了正射校正的注意事项。其次,利用网络RTK按1∶500地形图测绘要求,对现场进行实地数据采集,用作对无人机测绘成果的精度分析。经研究发现,在狭窄沟渠等地形复杂区域,无人机测绘精度置信度有所下降,在实际工作中需要结合实际地形采用传统测量方式进行补测。

关键词：无人机测量技术正射校正 DTM 误差分析 dem校正

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InSAR技术在输电线路工程中的应用

电力勘测设计 2017年第S1期29卷 100-104页

作者：程正逢卢生炜周冰陈功许尼亚中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430071 国网湖北省电力公司湖北武汉430077

为了保证输电线路工程安全可靠,输电线路工程勘测设计及运行维护过程中要求提供沿线区域内高精度dem数据。本文通过近些年内迅速发展起来的TerraSAR-X/Tandem-X(TSX/TDX)卫星测高技术获取了某特高压输电线路工程的升降轨融合dem,并结合... 详细信息

为了保证输电线路工程安全可靠,输电线路工程勘测设计及运行维护过程中要求提供沿线区域内高精度dem数据。本文通过近些年内迅速发展起来的TerraSAR-X/Tandem-X(TSX/TDX)卫星测高技术获取了某特高压输电线路工程的升降轨融合dem,并结合实测的外部控制点数据对其进行校正,从而获取该区域高精度dem数据,为输电线路设计提供可靠的基础测绘信息。通过设计、计算、对比两种布点方案,分析了外部控制点的分布特点及数目与TSX/TDX dem的校正精度之间的关系。

关键词：输电线路 InSAR TerraSAR-X/Tandem-X dem校正