1. 研究目的与意义
近年来，我国的三维数字城市发展迅速，数字高程模型（digital elevation model，简称dem）作为一种基础数据被广泛地用于测绘、摄影测量、制图、军事工程、土地规划、通讯等各个科学领域和社会建设领域。如:在工程建设上，dem可用于如土方量计算、通视分析等；在防洪减灾方面，dem是进行水文分析如汇水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础; 在无线通讯上，dem可用于蜂窝电话的基站分析等等。
随着城市的高速发展，城市中会出现越来越多的下沉式广场、隧道出入口、马路边沿等，城市地形地貌会显得破碎而复杂，因此需要具有较高的精度和分辨率的dem。随着智慧城市建设的推进，城市管理精细化程度不断提高，城市各行各业对高精度dem的应用需求也日益增强。
dem作为三维数字城市建设中最基础的数据，在数字三维城市建设中具有重要的地位。构建高精度的dem能够满足数字城市发展的需求，为各行各业提供最符合要求的dem数据，因此对城市高精度dem构建方法的研究具有重要的意义和作用。
2. 研究内容和预期目标
城市中存在下立交、地道、桥梁和地下车库入口等众多复杂人工地形，为解决该类复杂地形的三维表达问题，需要研究出一种能够融合城市框架、机载激光扫描、车载激光扫描和特征点线等多源数据的高精度dem建模方法，从而为城市规划、气象、水务、海绵城市建设等应用领域提供丰富的数据基础，满足并服务于城市管理和安全运行等方面需求。
因此，本论文主要的预期目标为研究一种基于多源数据融合的高精度dem建模的方法，以满足各行业对城市高精度dem数据的迫切需求。
实验研究区域主要为苏州市姑苏区，姑苏区具有典型的城市地形地貌特点， 地势相对比较平坦，但是其道路网、水系发达，有着众多的湖泊河流、桥梁，姑苏区的人口密度、建筑密度和道路网密度都很高，城市中有很多下沉式广场、下立交、地道等复杂的城市地形地貌。根据这些城市地形地貌特点，重点需要研究如何构建精细的数字高程模型，其能够表现出河流、桥梁、道路以及下沉式广场等复杂的地形地貌。
3. 研究的方法与步骤
本次课题主要是研究一种基于多源数据融合的高精度dem建模的方法，其主要步骤如下：
- 机载点云数据处理
- 车载点云数据处理
- 机载点云的道路面点云去除，将其与车载点云融合
- 地道、下立交、路肩、水域等的特征线提取
- 机载、车载点云数据、各区域特征线等数据进行融合、算法优化
- 建立精细dem
研究方法：
采集到的原始点云，存在有噪声点等数据，需对机载原始点云进行粗提取、插值、平滑等处理。车载点云数据需要根据道路进行整理分类，存在有道路边的树木、建筑等的点云，需要提取出纯路面的点云，由采集时环境、仪器和gps信号的干扰影像产生的噪声点，需要采取滤波和人工辅助的方法进行去噪处理。dem建模并不是点云密度越高越高，需要适当的对点云进行抽稀。
4. 参考文献
[1]于彩霞,董箭,李改肖,陈惠荣,王沫. 基于lidar点云的高精度dem构建方法[j]. 地理空间信息,2015,13(03):22-24 8.
[2]陈亚历. 浅论高精度dem的制作[j]. 测绘与空间地理信息,2015,38(05):151-152 154 157.
[3]徐静. 城市精细数字高程模型构建关键技术研究[d].西安科技大学,2015.
5. 计划与进度安排
- 准备工作：2022.3.10-2022.3.31，主要进行资料收集、开题
- 实验开展：2022.4.1-2022.4.20，主要进行数据处理分析，实现城市高精度DEM的构建
- 论文：2022.4.20-2022.5.10，进行论文编写和修改工作
- 答辩：2022.5.10-2022.6.20，毕业论文的打印、装订并提交，进行论文答辩
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