目前,在江流湖泊上修建大坝,会对原有河道流域进行拦截,对流域的自然流向产生影响,然后导致河流自然航道的更改,最后形成江流湖泊的水文地质条件产生更换。在自然流域中,河流泥沙的运输、沉积、冲刷等活动,都属于立体物理景象范畴,因此为了更加形象的描述泥沙运动进程,三维泥沙数值模型逐渐成为泥沙研究中重要组成部分。传统DEM构建方法如野外控制测量法,存在着工作强度大,成本高、耗时,容易受视野限制,不适合大规模数据采集;如地形图扫描数字化法,效率高,数据采集作业简单,采集成本低,是构建地理信息库的主要数据来源,但制图精度低,存在矢量化和数据处理过程产生误差问题;近景数字摄影测量法,采集过程复杂,成图周期长,成本高,应用范围难以推广,检查点覆盖的实验区域,构建的DEM滑坡模型难以符合实验场地的真实地形表面。地面三维激光扫描技术相对于传统测绘技术采集数据量大,扫描区域广,操作便捷,数据精度较高等优势。本文通过固定站式三维激光扫描方法建立实验区域高精度的DEM模型,对实验区域的点云数据处理和确定最佳插值方法和格网分辨率是本文研究的至关重要的课题。主要研究内容如下:1.研究了国内外在构建DEM模型内插方法、数值精度模型和DEM分辨率对地形描述及应用影响等领域的发展现状,且分析了在确定最佳DEM插值方法和格网分辨率实验中的不足。研究了泥沙沉积的原因和危害以及激光扫描测距技术的发展;通过总结当今的国内外在构建DEM内插和格网分辨率研究过程中不足之处,规划本文的研究思路和目标。2.激光点云数据采集新方法。针对现有的三脚架架设法会引入的对中和量高的人为误差,以及室内定轨搭载法、桥式起重机搭载法等设备过于巨大,笨重,且不能进行搬站,拆卸,组装,扫站方式较单一,不能进行多行多列式扫描的问题,本文发明公布了一种三维激光扫描仪承载升降系统及其最佳倾斜角度的调整方法,能够使得扫描仪置于预定高度位置,组装简单,易于搬站,便于多站测量。扫描仪的镜头倾斜测量收集实验区域表面点云,解决了因扫描线被遮挡而引起的数据采集效率低和精确度不高的问题。3.多站点云数据去噪及拼接处理。首先进行进行多站点云数据拼接处理,对实验区域多测站、多视角的分块点云采用拼接处理方式,获得完整的实验区域的表面点云;其次进行点云去噪处理,将因遮挡等问题造成的离群点和非实验区域的点云数据剔除;最后进行点云抽稀处理,在保证实验区域模型特征保存完好的前提下,达到节约数据处理时间和磁盘空间,提高实验效率的效果。4.DEM构建方法及误差模型研究。介绍并对比传统DEM数据采集方法和三维激光扫描新技术,建立数字化地形表面模型的方法、DEM误差分类、来源分析和精度分析等。本文实验使用三维激光扫描技术采集实验区域表面点云数据,基于格网表面建模,选用合适的DEM精度分析方法。5.最佳内插法和格网间距的确定。对Surfer和ArcGIS软件进行数据处理和信息提取。对Surfer软件提供的几种常用插值方法,按地形特征内插,进行定性、定量角度选择最佳内插法;基于高程信息熵的基本原理,得出格网分辨率和点位中误差的线性规律。分析实验区域DEM模型坡面地形因子,通过实验区域得到的DEM,提取出坡度、坡向等数据,进行对比分析,研究坡度、坡向与DEM格网分辨率的变化关系。最终得出最佳格网间距。