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ArcGIS教程:地形转栅格的工作原理(二)

ArcGIS教程:地形转栅格的工作原理(二)
最常见的评估方法是使用等值线工具根据新表面创建等值线,然后将这些等值线与输入等值线数据进行比较。新建等值线的间隔最好是原始等值线间隔的二分之一,这样才便于在等值线间检查结果。原始等值线和新建等值线叠在一起绘制将有助于识别插值误差。

评估输出

    应对每个创建的表面进行评估,以确保提供给程序的数据和参数所呈现出表面逼真。评估输出表面质量的方法有很多种,具体取决于创建表面的可用输入类型。

    最常见的评估方法是使用等值线工具根据新表面创建等值线,然后将这些等值线与输入等值线数据进行比较。新建等值线的间隔最好是原始等值线间隔的二分之一,这样才便于在等值线间检查结果。原始等值线和新建等值线叠在一起绘制将有助于识别插值误差。

    另一种从视觉上进行比较的方法是将可选输出地形分布情况与已知河流和山脊进行比较。地形要素类中包含河流和山脊,它们将在地形强化过程中由程序生成。这些河流和山脊应与区域中已知的河流和山脊重合。如果将某河流要素类作为输入,则输出河流与输入河流应该可以几乎完全重叠,但输出可能经过略微概化。

    评估所生成表面质量的一种常见方法是在插值过程中保留一定比例的输入数据。生成表面后,可以从生成的表面中减去这些已知点的高度,从而检查新表面与真实表面的接近程度。这些差异可用来计算表面的测量误差,例如均方根 (RMS) 误差。

    地形转栅格提供了一套完整的步骤,用于评估拟合后的 DEM 的质量、优化 DEM 分辨率以及检测输入数据中的错误。

  • 可选输出诊断文件可用来评估容差设置清除输入数据中的汇的有效程度。减小容差的值可能会造成程序在清除汇点时表现得更谨慎。
  • 输出其余汇点要素类包含所有其余伪汇的位置。应对此要素类以及输出河流折线要素一同进行检查以查出所有输入地形数据中的错误。
  • 输出残差点要素类包含所有大高程数据残差的位置,正如局部离散误差缩放所得一样。大比例缩放残差表示输入高程数据和河流线数据之间存在冲突。这可能也与不良的自动地形强化有关。这些冲突可以通过在首次检查和纠正现有输入数据中的错误后提供附加的流线和/或点高程数据来进行修复。未大比例缩放的残差通常表示存在输入高程误差。
  • 输出等值线错误点要素类包含输出等值线上的点的位置,该等值线具有来自拟合后的 DEM 中的具有明显偏差的残差。误差值为 1 通常表示具有不同高程的等值线彼此相连处的点的位置,是等值线标注错误的明确指示。
  • 输出河流和悬崖错误点要素类是一个表示河流线和悬崖线数据质量的重要指标,尤其是河流方向错误和悬崖方向错误,应始终对其进行检查。要素类具有下列代码:

  1. 数据河流线网络中的真回路。
  2. 以外栅格编码的河流网络中的回路。
  3. 通过连接湖泊的河流网络中的回路。
  4. 支流点。
  5. 悬崖上的河流(瀑布)。
  6. 表示从湖泊流出多条河流的点。
  7. 未使用代码。
  8. 悬崖旁高度与悬崖方向不一致的点。
  9. 未使用代码。
  10. 已移除圆形支流。
  11. 无流入河流的支流。
  12. 不同于出现数据河流线支流位置的输出像元中的栅格化支流。
  13. 处理边条件时出错 - 非常复杂的河流线数据的指示符。

  • 输出河流折线要素类包含由地形转栅格施加的所有地形约束,正如基于输入河流线数据、河流线和山脊线所确定的一样,这些数据和线是基于通过自动地形强化获得的等值线数据和河流线推断而来的。可对这些内容进行检查以查出输入河流线中的位置错误,并对与输入河流线和自动化地形强化相关联的约束进行适当的一致性验证。每个衍生河流线的类型均被赋予了一个不同的代码。跨越悬崖线的河流线由短河流线表示,每个像元具有一个单独的代码。要素类也包括用于通过连接超过第二高程容差的河流线和湖泊来标记较大的源高程数据间隙的线。这些都是用于表示源高程数据错误的有用指标。拆线要素按如下方式编码:

  1. 不在悬崖上的输入河流线。
  2. 在悬崖上的输入河流线(瀑布)。
  3. 清除伪汇的地形强化。
  4. 从等值线拐角确定的河流线。
  5. 从等值线拐角确定的山脊线。
  6. 未使用代码。
  7. 数据河流线边条件。
  8. 未使用代码。
  9. 表示大型高程数据间隙的线。

    等值线偏差

    该插值算法中存在一个小偏差,该偏差将使输入等值线对等值线的输出表面产生较严重的影响。该偏差将使输出表面在穿过等值线时略微变扁。这可能会在计算输出表面的剖面曲率时产生令人误解的结果,但并不明显。

使用地形转栅格产生问题的原因

    如果在运行地形转栅格时运到任何问题,都可以对以下几点内容进行检查以获得有关大多数常见问题的说明及解决方案。

  • 没有足够的可用系统资源。处理期间,地形转栅格中使用的算法将尽可能多地在内存中保存信息。这样,点、等值线、汇、河流和湖泊数据便可同时访问。为了便于处理大型数据集,建议在运行该工具之前关闭不需要的应用程序以释放物理 RAM。磁盘上最好也具备足够的系统交换区空间。
  • 等值线或点输入对于指定的输出像元大小可能过密。如果一个输出像元覆盖了多个输入等值线或点,则算法将无法为该像元确定一个值。要解决此问题,请尝试执行以下任一操作:

  1. 减小像元大小,然后在执行地形转栅格后重采样至较大的像元大小。
  2. 使用输出范围和像元间距对输入数据中各较小的组成部分进行栅格化。使用镶嵌工具将生成的各栅格组成部分进行组合。
  3. 将输入数据裁剪为多个重叠的部分,然后分别对每部分运行地形转栅格。使用镶嵌工具将生成的各栅格组成部分进行组合。

  • 表面插值器的应用可能与输入数据集不一致。例如,如果有一个汇输入,其中所包含点的数量多于输出栅格中将生成像元的数量,则使用该工具将失败。经过密集采样的数据源(如激光雷达数据)可能存在类似的问题。在这种情况下,使用 NO_ENFORCE 选项可能有一定的帮助,但最好先正确了解插值器的工作原理,这样才能防止误用。

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