DEM网格间距对重力近区地形改正精度影响及验证

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重力地形改正是区域重力调查的重要组成部分,重力测点近区周围地形变化对区域重力观测值的影响最大,如何合理选择重力近区地形产品的精度,实现即快速又满足区域重力调查规范是高精度区域重力测量任务中面临的一个重要难点。论文利用理论分析、仿真分析及实验验证的方法提出了重力近区地形改正中 DEM网格间距的选择方法,对于快速、高效开展区域重力调查具有重要的指导意义和实用价值,主要研究内容如下:  1.分析了重力近区地形改正中的四种常用的地形划分模型;从理论上对在实际重力近区地形改正中常用的圆域法和方形域法模型误差影响进行了分析,主要推导了地形产品的高程误差对重力近区地形改正的影响,并给出重力近区地形改正误差计算公式。  2.利用仿真分析法分析了不同间距的DEM对于重力近区地形改正的影响。通过分形随机算法建立平地、丘陵和山地三类精细地形仿真场景,将 DEM逐级重采样为不同的网格间距,分析不同 DEM网格间距对三类地形的重力近区地形改正误差影响;发现随着 DEM网格间距的增加,重力近区地形改正误差随之增大;对于平地,使用1:10000的DEM,网格间距为5m仍能够满足规范要求;对于丘陵地,使用1:5000的DEM,网格间距为2.5m能够满足规范要求;对于山地,使用1:1000的DEM、网格间距1m能够满足规范要求。  3.利用消费级无人机在丘陵地区采集影像,首先对无人机上搭载的超宽角鱼眼相机进行了高精度标定,从而得到鱼眼相机的内方位元素和光学畸变参数;利用这些参数对原始影像进行了畸变矫正,根据SFM技术,结合在实验区实测高精度GPS点,生产实验区高精度DEM。分析不同DEM网格间距对重力近区地形改正的误差影响,与地形仿真的结论是一致的。
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