[00827577]数字高程模型新理论和关键技术

数字高程模型(DEM)是地球空间数据框架(DGDF)的主要基础内容之一，已具有宏大规模，横跨水利、测绘、国防建设和所有涉及地球三维信息的部门，尤其对于当代(战略、战术)数字武器地形匹配和数字水文，起着首要的基础作用。在多项国自科基金项目和一个青年863项目支持下，本项目研究依据基础数学，紧紧抓住DEM客观对象－地面的本质，对理论、技术、标准进行了长期、系统、深入剖析，获得了新认识：1)发现并揭示了半个世纪来传统DEM随机误差理论和中误差国家标准的基础理论谬误，并创建了DEM误差理论论述；2)科学发现了DEM必须确保地面高程的序关系正确性－高程逻辑一致性，以确保“水向低处流”自然规律，创建并论证了高程的序同构理论；3)依据模型和分辨率科学概念，发现并揭示了半个世纪来DEM传统定义缺陷－格子点机械取样建模，论证了DEM必须保持地面高程极值和结构特性和实施特征建模；科学发现、提出、论证并验证了DEM必须递归数字综合生成理论；4)创建了全新的“MADEM内插技术、MADGDEM数字综合生成DEM及软件模块等关键技术”，“构建了新的DEM综合生成的技术框架”；5)“改善了DEM空间数据质量理论和精度评估标准”，“对DEM的生产技术和工艺流程有重大改进”，并“对DEM产品质量有极大的提高作用”，“降低实际极大误差在1个数量级以上”，还有诸如分辨率的科学概念，高程的逻辑一致性，数据完整性等质量指标是现有DEM无法比拟的。DEM数据质量由几乎单一的准确性指标发展为当代空间数据质量理论的全面性指标，上述创建也从当初相当微弱孤立状态，渐成主流状态。6）铲除了DEM五大历史困惑：①彻底解决了地球信息和DEM的“无缝”问题；②准确找到了众多学者呼吁寻找的DEM中系统误差成份－即内插逼近误差；③用DEM内插的高程的序同构准确阐明了“为什么DEM上的水文分析能够代替实地的水文分析？”④通过数字综合生成的DEM能够科学表现出地形的极值特征和结构特征；⑤通过数字综合生成的DEM的途径能够切实实现百年来地图制图学对等高线自动综合的梦想。本项目创新，尤其是前三项确是：①前人尚未发现或者尚未阐明；②具有重大科学或实用价值；③得到国内外同行承认，尤其是诸多国内一流专家支持和推荐，也获得国际同行较高赞誉。