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本文以祁连山托素湖典型地区作为研究区,以覆盖研究区的ETM+影像和SRTM作为数据源,研究了遥感信息三维再现的不确定性问题。论文采取系统地分析遥感信息三维再现流程的方法,包括数据获取处理、影像与DEM叠加以及三维再现,对遥感信息三维再现主要的不确定性因素做了概括,从中得出本文应当重点研究的不确定性因素并进行具体分析。随着三维信息采集难度的降低和计算机图形学技术的发展,大范围场景的遥感信息三维再现在很多领域都获得了应用,而对于遥感数据产品中存在的不确定性越来越为学者与应用人员所重视,本文的研究对于推动遥感在三维可视化领域的应用范围以及提高遥感信息三维再现的可靠性具有重要意义。论文主要的研究内容与结论包括:
一、系统分析了遥感信息三维再现的流程,从中发现影响遥感信息三维再现的不确定性因素主要分为源数据本身的不确定性、影像与DEM叠加过程产生的新的不确定性、三维静态显示与动态漫游过程中参数设置变化产生的主观不确定性三部分,其中最主要的、最基本的是构成三维再现模型基础的DEM的不确定性和遥感影像叠加DEM时产生的匹配不确定性。分析结果有助于从整体上把握遥感信息三维再现的不确定性。
二、内插贯穿于DEM的生产、质量控制、精度评定和分析应用等各个环节,是DEM重要的不确定性因素。通过选取研究区典型样区,利用样区不同采样水平的插值样本点,采取具有代表性的插值方法,在统计对比分析的基础上,对研究样区的内插效果做了评价。试验结果表明对于研究区地形条件而言,张力样条函数内插法最适合研究区的DEM内插;克里格法充分利用了数据点间的空间相关性,但在效率上并不占优势。各种插值方法在不同的地貌地区和不同采点方式下有不同的误差,具体应用时,应综合考虑精度、效率因素,选择最合适的方法。试验结论有助于提高DEM在遥感信息三维再现过程中的地形逼真性描述。
三、遥感影像与DEM的叠置不确定性是影响遥感信息三维再现效果的重要因素,其原因在于遥感影像与DEM的匹配不确定性。论文以研究区典型样区为例,提出了一种基于兴趣点相关性测度的匹配不确定性分析方法,采用兴趣点窗口相关匹配对比的方法来对遥感影像与DEM之间的匹配不确定性做出分析和描述。方法试验结果表明,研究区影像与DEM的匹配程度符合遥感信息三维再现的应用需求。方法为类似的匹配不确定性应用分析提供了一定的参考,对于遥感信息三维再现的不确定性评价具有借鉴意义。