基于高精度DEM的地形监测方法研究.pdfVIP

474—478．2014 地质学刊 第38卷第3期 doi：10．3969／j．issn．1674-3636．2014．03．474 基于高精度DEM的地形监测方法研究 冯增文1”，陈建平1一，李珂1…，周宝辰1·2 (1．中国地质大学(北京)，北京100083；2．北京市国土资源信息研究开发重点实验室，北京 100083) 摘要：基于非接触的遥感手段的DEM采集精度越来越高，如何运用好高精度DEM成为关键。介绍了包括LiDAR、 合成孔径雷达、摄影测量技术等遥感手段采集高精度DEM的方式及处理流程。DEM在地质、地貌、土壤、国防建设 方面均有着广泛的应用，就基于高精度DEbl的地形监测方法展开试验和讨论，对比不同分辨率(1，10，30m)DEM 影像展示效果，得出高精度DEM在展示与分析方面的优点，通过计算山体阴影、坡度、地形曲率，研究了基于单期 高精度DEM的不同地形监测方法。 关键词：高精度；DEM；遥感；地形监测 中图分类号：P628．1；TP392文献标识码：A 文章编号：1674-3636(2014)03—0474-05 快速等方面。目前，高精度DEM的主要获取方式有 0引言 影测量3种方式。以下简单介绍高精度DEM获取 随着社会的发展，人类对能源的需求量也越来 的方法及数据处理流程。 越大，对地球能源的开发与开采等，势必造成地球原 1．1激光雷达(LiDAR) 有地形的变化，地形的变化又会引发滑坡、崩塌等众 DetectionAnd LiDAR(Light Ranging)，即光探测 多不良连锁反应，给人类带来灾害。因此，对于地形 与测量。自激光发出，到达建筑物、植被等顶端，返 的监测也逐渐受到人们的关注与重视。 回第一次值，直至最后一次到达地面返回最后一次 近些年，遥感技术的发展不仅表现在光谱信息 值，从而可以计算出每一次激光返回时的高度，而最 成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化等光学方 后一次激光返回时的高度即为裸露地表的高程，还 面(郭凯等，2012)，通过遥感手段获取DEM(数字高可以通过第一次和最后一次返回值所得的高度之差 程模型)的非光学遥感技术也发展迅速。 得到植被和地面建筑等的高度。 机载LiDAR是一种主动式对地观测系统，是20 1高精度DEM的获取与处理 世纪90年代初首先由西方国家发展起来并投入商 业化应用的一门新兴技术。它集成激光测距技术、 DEM数据包括平面位置和高程数据2种信息。计算机技术、惯性测量单元(IMU)／DGPS差分定位 为了建立DEM，需量测一些点的三维坐标，这就是 技术于一体，该技术在三维空间信息的实时获取方 DEbl数据采集(周启鸣等，2006)。随着科学技术的面取得了重大突破，为获取高时空分辨率地球空间 发展，计算机技术、测量技术和传感器质量都得到很 信息提供了一种全新的技术手段。LiDAR具有高 大的提高，促使遥感技术上升到了一个新的台阶。 精度、高密度、高效率、高分辨率的优势，一般平面精 m。 DEM相关技术及应用也迎来了新的契机，主要表现 度可以达到0．1～0．5 在精度更高、空间分辨率更好、测量效率更高、经济 LiDAR获取的是点云数据，在对点云数据进行 收稿日期：2014-06—24；编辑：侯鹏飞 基金项目：中国地质调查局项目“矿山遥感监测研究”(1212011120029