采煤沉陷区地形插值方法精度对比分析及改进

作     者：徐良骥 路恒亮 刘潇鹏 XU Liangji;LU Hengliang;LIU Xiaopeng

作者机构：安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 

出 版 物：《安徽理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of Anhui University of Science and Technology:Natural Science)

年 卷 期：2023年第43卷第1期

页      面：36-46页

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52104172) 安徽省自然科学基金资助项目(2108085QE207) 安徽理工大学校级重点项目(xjzd2020-13) 

主　　题：无人船 插值方法 数字高程模型 交叉验证 K-means聚类 薄板样条插值 

摘      要：为探究采煤沉陷区精确的地形特征,在常用地形插值模型的基础上提出一种改良插值模型。运用图像对比、交叉验证、相关性分析等方法对各插值方法进行精度分析,选取最合适该区域的插值方法;再根据非充分采动区沉陷地质结构和无法保留地形细节的情况,采用合适的插值法、使用K-means聚类法将整个研究区域分块,选取地表粗糙度Sr较大的区域,用薄板样条插值法重构局部地形DEM。线性三角网法插值曲面与真实的沉陷地形更吻合且连续性和趋势符合性良好,其评价指标精度最高。采用拟合度为0.9的薄板样条插值法重构Sr1.50的地形DEM,并计算得整个区域的决定系数R2为0.981 5。结果表明,该组合插值方法在保持高精度的同时,具有可靠的平滑性,可以保留更多的地形细节。结论可为无人船数据构建沉陷区水下地形DEM选择最佳的插值方法及相关工作提供一定的参考。