DEM数据的预处理与不同格式DEM数据的建立
DEM数据的预处理与不同格式DEM数据的建立
0707070034_林江_地理信息系统DEM数据由于各种人为，非人为的因素会造成数据不可避免
的产生误差，甚至是错误。因此数据的预处理是一个对数据进行
减小误差和消除错误的过程，是DEM数据能否为人们使用的关键
步骤，关系到DEM数据以后的各种应用的保真性和准确性。
（一）从DEM数据的生产过程来看，DEM误差主要来自于如下
过程：
1.地形表面特征
地形表面特征决定了地形表面表达的难度。大量的研究表明DEM的精度随着地形破碎程度的大小而变化，最大的误差往往出
现在地形起伏或水平转折处如山脊线，山谷线，地形变化线等部位。并且它们之间的关系式呈明显的线性相关特征。
2.数据源误差
目前用来构建DEM的数据主要来源有三种，即野外测量，地
形图数字化和摄影测量。各自对应不同的数据误差如野外数据质量，地形图误差，航空像片误差。
3.采点设备误差
地图数字化的采点设备误差包括地形图手扶或扫描时数字
化仪或扫描仪的误差；摄影测量的采点设备误差包括测图仪的误
差和计算机计算有效位数。
4.人为误差
对于利用数字化地形图的等高线和高程点的方法所采集的DEM数据来说，人为误差包括数字化对点误差，高程赋值误差和控制点转换误差。控制点转换误差类似于航内的绝对定向误差，这种误差主要来源于控制点数字化和控制点大地坐标匹配时产生的误差。对于使用摄影测量方法采集的DEM数据来说，认为误差包括测标切地面的误差（采用数字摄影相关时为影像的相关误差），采集输出时的坐标转换和定向误差（绝对定向，相对定向）。
5.采样点密度和分布
采样点的密度和分布对DEM精度影响很大。由于任何内插方法在数据贫乏区都不可能获取可靠的内插结果，采样点应该具有足够的密度并且避免数据贫乏区。地形结构是地形表面的骨架线，采样点一般应该分布在各个地形特征点，特征线处。另外不同的数据采样方式也影响着DEM的精度。
6.内插方法
DEM的另一误差来源存在于高程内插的过程当中。任意一种内插方法都是原始地形起伏变化的连续光滑性，或者说邻近的数据点间有很大相关性，才可能由邻近的数据点内插处待定点的高程。DEM常采用线性内插，因为线性内插的方法不会引起奇异性内插，但是这种方法的缺点是内插结果的边缘不光滑，不能很好的反映地形特征。还有一些常用方法如多层叠加法，最小二乘配置法，有限元法，移动曲面法和三角剖分法等。可以说，不管采用哪种内插算法，内插点的计算高程与实际量测高程之间总存在
差值。高程内插的误差一方面和选用的数学方法（内插算法）有关，另一方面和采样点密度及分布有关。
7.DEM结构
结构也影响着DEM对地形的表达。格网结构DEM的分辨率是格网DEM对地形描述好坏的直接因素之一，虽然较高分辨率的DEM能反映地形细部，但是以牺牲计算机存储量为代价的，DEM 分辨率要和原始数据相匹配。TIN通过相互连接在一起的三角形平面来逼近地形表面，采样点的分布是TIN对实际地形表达准确度的重要指标。
（二）质量控制是DEM 生产中最关键的一个环节, 它贯穿于DEM 生产的整个流程。
在大规模的数字高程模型的生产中, 一方面要提高管理人员、作业人员和检查员的高度工作责任心, 另一方面则要提倡标准化作业,重视研制开发生产作业程序, 以减少错误, 提高产品质量。其次, 数据管理也是数据质量控制中不可忽视的重要环节。为了提高数据管理的质量应加强生产过程中各个环节的数据规范化管理, 应充分利用现代化的网络资源, 保证上交数据、单位备份数据和作业员手中的数据一致, 保证过程数据的唯一性和最终数据传输的唯一性。
DEM 质量检查主要分为三个部分, 它们分别是原始资料质量检查、数据处理中的质量检查(如DEM 的内插模型) 和最终产品的质量检查, 详细内容如下:
1．原始资料的质量检查
主要是检查数据中是否含有误差, 包括系统误差、随机误差和粗差。其中, 粗差的存在会造成最终DEM 产品的严重失真, 甚至完全不能使用, 因而对于它的检测和剔除成为今后的一个研究重点。
2．数据处理中的质量检查
DEM 数据处理中最重要的就是内插模型的选择, 对于它的检查则要复杂一些, 从数学的角度而言, 可从逼近程度、外推能力、平滑效果、唯一性、计算时间等方面进行评价。经验表明,使用双线性内插的效果比较好。
3．最终产品的质量检查
主要是验证生成DEM 的内插模型的正确性、可用性; 检查DEM 数据高程改正数起止点坐标,DEM 格网间距,DEM 高程基准, 高程值有效范围区域是否正确; 对于存在不平滑的地方需要编辑处理; 若DEM 有粗差, 应进行探测修正。利用DEM 生成的彩色晕渲图与等高线叠加检查异常现象,保证相邻图幅DEM 接边处连续、无裂缝, 接边中误差符合要求。
（三）DEM数据的预处理
1.坐标校正
一幅生产出来的DEM数据，有自己的坐标系，这可能会我们进行研究的区域所采用的坐标系不同，这是就需要进行坐标校正了。步骤如下：
1)在ArcToolbox中选择Data Management Tools
2)单击Data Management Tools=》Projections and
Transportations=》Raster=》Define Projection，
弹出Define Projection对话框
3)设置相关的参数，如下图：
2.消除杂点
在DEM生产的过程中，可能会由于某种人为或者非人为的原
因，使DEM数据中出现非常明显的错误点，从而影响DEM数据的应用。所以就不得不消除杂点了，步骤如下：
1)现在有一幅GRID的数据，存在杂点，如下图所示：
2)将GRID数据转化为点要素：
3)打开Raster to Features对话框：
4)单击OK，生成点要素：
5)查看点要素的属性表：
6)删除那些选中的杂点后就是我们需要的没有杂点的点
要素，然后再转化为我们需要的TIN或者等高线
3.截取所需的DEM数据
有时候我们获得的数据的范围很大，而我们所研究的范围又是这个数据的一部分，这时，为了减小数据量，就可以从数据中截取我们所需要的那部分数据了。步骤如下：
1)我们需要所截取区域的边界，然后在ArcToolbox中
找到如下所示的Clip：
2)打开Clip控件，设置相关参数就可以得到所需要的
数据影像：
（四）不同格式DEM的建立
1.TIN的建立
TIN是基于不规则镶嵌数据模型的DEM，建立过程如下：
1)直接利用删除杂点后的点要素生成TIN。
2)打开Create TIN From Features对话框，设置如下
参数：
3)单击OK，生成了TIN，如下所示：
2.等高线的建立
等高线的建立可以是基于格网DEM或者是TIN的，步骤如下：
1)利用去除杂点后的格网DEM生成等高线
2)单击Spatial Analyst-》Surface Analysis-》
Contour：
3)打开Contour对话框，设置相关参数：
4)单击OK，生成了Contour等高线，效果如下：
5)放大后的效果：
6)利用TIN生成等高线
7)单击3D Analyst-》Surface Analysis-》Contour：
8)弹出Contour对话框，设置相关参数：
9)单击OK，生成了等高线，效果如下：
10)放大后的效果：
（五）小结
1.DEM数据的质量是它生存的根本，所以DEM数据的质
量检测和质量控制是DEM数据生产过程中的重要步
骤。
2.尽管在DEM数据生产过程中进行了严格的检测，但是
生产出来的DEM数据还是不可避免的由于种种原因产
生误差或者是错误，此时就需要对其进行预处理，对
它进行纠正，已达到我们对数据的质量要求。DEM数
据的预处理主要包括：坐标纠正，消除杂点，截取兴
奋区。
3.DEM数据的模型主要有两种，一是基于规则格网的DEM
模型，二是基于不规则格网的TIN模型。DEM还可以
派生出Contour等高线的矢量格式数据，在以DEM为
底图时，可以形象的表达出该DEM地形的等高线分布。
4.等高线可以基于格网DEM，还可以基于TIN。这两种模
型都可以比较好的生成我们要用于表达地形的等高
线。
DEM数据获取方法
一、DEM数据获取方法： 定义：地形图指的是地表起伏形态和地物位置、形状在水平面上的地物和地貌按水平投影的方法，并按照一定的比例缩绘到图纸上，这种图称为地形图。 特点： （1）具有统一的大地坐标系统的高程系统 （2）具有完整的比例尺系列和分幅编号系统：国家基本地形图含1:5千、1:1万、1：2：2.5/1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万8种比例地形图。 缺点： （1）地形图现势性较差：纸质地形图制作工艺复杂，更新周期比较长，一般不及时反映局部地形地貌的变化情况 （2）地形图存储介质单一，容易变形：传统地形图多为纸质存储介质，存放环境（温湿度）导致地形图图幅产生不同程度的变形，这种变形表现在不同方向上的长度变形和图幅面积上的变形 （3）地图精度有限：地图精度决定这地形图对实际地形表达的可信度，与地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示），成图方法有关。不同比例尺的地形图，其所表示的几何精度和内容详细程度有很大的差别。 在应用DEM的时候要考虑DEM分辨率、存储格式、数据精度和可信度等因素。 二、DEM数据采样策略与采样方法：
采样：确定在何处需要测量点的过程，这个过程有三个参数。 决定：点的分布、点的密度和点的精度。 1.采样数据的分布：由数据位置和结构（分布）来确定，指数据点的分布形态 位置有地理坐标系统中经纬度或者网格坐标系统中坐标决定。 结构的形式很多，因地形特征、设备、应用的不同而不同。 2.数据的密度：是指采样数据密集程度，与研究区域的地貌类型和地形复杂程度有关。用于刻画地形形态所必须的最少的数据点。 表示方式：相邻的两点之间的距离、单元面积内的点数、截止频率（采样数据所能表示的最高频率）、单位线段上的点数等。 采样距离：相邻两点之间的距离，也称采样间隔。 ·通常数字加单位来表示，如采样距离为20米，表示规格网分布的采样数据 ·另一种表示法是单位面积内的点数，如每平方米500点，描述随机分布的采样数据 ·描述数据分布是沿等高线或特征等线状分布采样点，常用单位线段
分析化学-分析结果的数据处理
§2-2 分析结果的数据处理 一、可疑测定值的取舍 1、可疑值：在平行测定的数据中，有时会出现一二个与其它结果相差较大的测定值，称为可疑值或异常值（离群值、极端值） 2、方法 ㈠、Q 检验法：由迪安（Dean ）和狄克逊（Dixon ）在1951年提出。 步骤： 1、将测定值由小至大按顺序排列：x 1，x 2，x 3，…x n-1，x n ，其中可疑值为x 1或 x n 。 2、求出可疑值与其最邻近值之差x 2-x 1或x n -x n-1。 3、用上述数值除以极差，计算出Q Q=11χχχχ---n n n 或Q=11 2χχχχ--n 4、根据测定次数n 和所要求的置信度P 查Q p ，n 值。（分析化学中通常取0.90的置信度） 5、比较Q 和Q p ，n 的大小： 若Q ＞Q p ，n ，则舍弃可疑值； 若Q ＜Q p ，n ，则保留可疑值。 例：4次测定铁矿石中铁的质量分数（%）得40.02, 40.16,40.18和40.20。 ㈡、格鲁布斯法： 步骤： 1、将测定值由小至大按顺序排列：x 1，x 2，x 3，…x n-1，x n ，其中可疑值为x 1或 x n 。 2、计算出该组数据的平均值x 和标准偏差s 。 3、计算统计量G ： 若x 1为可疑值，则G==s 1 χχ-
若x n 为可疑值，则G==s n χ χ- 4、根据置信度P 和测定次数n 查表得G p ，n ，比较二者大小 若G ＞G p ，n ，说明可疑值相对平均值偏离较大，则舍去； 若G ＜G p ，n ，则保留。 注意：置信度通常取0.90或0.95。 例1：分析石灰石铁含量4次，测定结果为：1.61%, 1.53%,1.54%和1.83%。问上述各值中是否有应该舍弃的可疑值。（用格鲁布斯检验法检验 P=0.95） 例 2 测定碱灰中总碱量(以w Na 2O 表示)，5次测定结果分别为：40.10%,40.11%,40.12%,40.12%和40.20% (1)用格鲁布斯法检验40.20％是否应该舍去；(2)报告经统计处理后的分析结果；(3)用m 的置信区间表示分析结果(P=0.95) 二、显著性检验 用统计的方法检验测定值之间是否存在显著性差异，以此推测它们之间是否存在系统误差，从而判断测定结果或分析方法的可靠性，这一过程称为显著性检验。 定量分析中常用的有t 检验法和F 检验法。 ㈠、样本平均值与真值的比较（t 检验法） 1、原理：t 检验法用来检验样本平均值与标准值或两组数据的平均值之间是否存在显著性差异，从而对分析方法的准确度作出评价，其根据是样本随机误差的t 分布规律。 2、步骤： ①、计算平均值和平均值的标准偏差。 ②、由P 13式 μ= x±t p,f s=μ= x±t p,f n s 得：T -χ== t p,f s x 得 t==X S T -χ 根据上式计算t 值。 ③、查表得t p,f ，比较t 值
dem数据使用教程
DEM高程数据 (2013-11-12 15:06:40) 转载▼ 标签： 杂谈 DEM高程数据包括两个部分：ASTER GDEM30米分辨率高程数据和SRTM90米分辨率高程数据。ASTER GDEM数据来源于NASA，数据覆盖范围为北纬83°到南纬83°之间的所有陆地区域，时间范围为2000年前后；SRTM数据来源于CIAT，数据覆盖范围为北纬60°至南纬60°之间的所有陆地区域，时间范围为2000年前后。 ASTER GDEM 30米分辨率高程数据 本数据集利用ASTER GDEM第一版本（V1）的数据进行加工得来，是全球空间分辨率为30米的数字高程数据产品。由于云覆盖，边界堆叠产生的直线，坑，隆起，大坝或其他异常等的影响，ASTER GDEM第一版本原始数据局部地区存在异常，所以由ASTER GDEMV1加工的数字高程数据产品存在个别区域的数据异常现象，可以和全球90米分辨率数字高程数据产品互相补充使用。ASTER GDEM数据采用UTM/WGS84投影，数据格式为IMG栅格影像，数据的值域范围为-152-8806米之间，比例尺为1:25万，其垂直精度20米，水平精度30米。 数据命名规则：ASTER GDEM基本的单元按1度X1度分片。每个GDEM数据包有两个文件，一个数据高程文件和一个质量评估（QA）文件。每个文件的命名是根据影像几何中心左下角的经纬度产生。例如，ASTGTM_N29E091代表左下角坐标是北纬29度，东经91度。ASTGTM_N29E091_dem和ASTGTM_N29E091_num对应的分别是高程数据和质量控制数据。 SRTM 90米分辨率高程数据 SRTM（ShuttleRadarTopographyMission）90米分辨率高程数据由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量。2000年2月11日，美国发射的“奋进”号航天飞机上搭载SRTM系统，共计进行了222小时23分钟的数据采集工作，获取北纬60度至南纬60度之间总面积超过1.19亿平方公里的雷达影像数据，覆盖地球80%以上的陆地表面。SRTM系统获取的雷达影像的数据量约为9.8万亿字节，经过两年多的数据处理，制成了数字地形高程模型（DEM），即现在的SRTM地形产品数据。SRTM因插值算法不同，存在不同版本，本平台发布数据为V4.1版本。 SRTM数据采用WGS84椭球投影，使用16位的数值表示高程数值的（-32767米），空数据用-32726表示。数据格式为IMG栅格影像，数据的值域范围为-12000-9000米之间，水平精度20米，高程精度16米。 SRTM的数据组织方式为：每5度经纬度方格划分一个文件，共分为24行（-60至60度）和72列（-180至180度）。文件命名规则为srtm_XX_YY.zip，XX表示列数（01-72），YY表示行数（01-24）。示意图如下： 高程数据处理方法 第一次使用DEM高程数据的朋友常常遇到这个问题，IMG是压缩包么？怎么不能解压呢？为什么我打开之后数据是灰色的呢？明明是平原地区，为什么显示的高程范围却在-32767-32767之间呢？为什么展示图里是五颜六色的，而我打开的却是灰色影像呢？ 首先IMG不是压缩包，“.img”作为一种栅格影像格式，可以直接在ArcMap、ENVI、ERDAS等遥感软件中打开使用，无需解压。 其次，怎么去除高程影像中的空值（如-32767），让它在一个正常的范围内显示呢？小编这里以TIF格式的DEM高程影像为例（IMG的处理方式同样），一步步带大家来操作。 1. 在ARCMAP里打开一幅DEM高程数据（ADD DATA），可以从左边看到其显示的数据范围是-32767-32726，右侧为灰色影像。 2. 在ArcMap里打开Spatial analyze工具，选择Raster Calculator，设置DEM高程数据值为0并进行计算（点击Evaluate按钮），页面如下：
实验数据的处理分析
实验数据的处理分析
实验数据的处理方法 杨鹏 【摘要】物理学是一门实验的科学，物理学中的新概念、新规律的发现都依赖于反复的实验。而处理实验数据时，需选择适当的实验数据处理方法，才能较准确、客观的反映实验结果，减小误差。本文介绍了实验数据处理中涉及到的一些基本概念，重点综述了物理实验中常用的数据处理方法。并指出了各自适用的条件及优缺点。 【关键词】误差；数据处理；作图法；最小二乘法；逐差法 Abstract：Physics is an experimental science, New concepts in physics, the discovery of new rules rely on trial and error, The experimental data processing，Need to select the appropriate treatment of the experimental data，To more accurately reflect the objective results，Reduce errors. This article describes the experimental data processing involved in some of the basic concepts Summary of experiments focused on the physical data processing methods commonly used. And pointed out the advantages and disadvantages of each applicable condition. Keywords:Error; Data Processing；Mapping；Least squares；By subtraction 【引言】数据处理是指由实验测得的数据, 必须经过科学的分析和处理, 才能揭示出各物理量之间的关系。我们把从获得原始数据起到得出结论为止的加工过程称为数据处理。正确的处理实验记录的数据，对我们科学的了解被测量或研究对象的客观规律，选择恰当的实验数据处理方法，最大限度的减小误差让实验数据无限接近理想条件下的结果，这是实验数据处理的意义所在。在这方面研究的文献有很多，例如费业泰的《误差理论与数据处理》等。要对实验结果进行分析，根据不同的实验方法，我们可以采用不同的数据处理方法，常用
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实验数据的处理方法 杨鹏 【摘要】物理学是一门实验的科学，物理学中的新概念、新规律的发现都依赖于反复的实验。而处理实验数据时，需选择适当的实验数据处理方法，才能较准确、客观的反映实验结果，减小误差。本文介绍了实验数据处理中涉及到的一些基本概念，重点综述了物理实验中常用的数据处理方法。并指出了各自适用的条件及优缺点。 【关键词】误差；数据处理；作图法；最小二乘法；逐差法 Abstract：Physics is an experimental science, New concepts in physics, the discovery of new rules rely on trial and error, The experimental data processing，Need to select the appropriate treatment of the experimental data，To more accurately reflect the objective results，Reduce errors. This article describes the experimental data processing involved in some of the basic concepts Summary of experiments focused on the physical data processing methods commonly used. And pointed out the advantages and disadvantages of each applicable condition. Keywords:Error; Data Processing；Mapping；Least squares；By subtraction 【引言】数据处理是指由实验测得的数据, 必须经过科学的分析和处理, 才能揭示出各物理量之间的关系。我们把从获得原始数据起到得出结论为止的加工过程称为数据处理。正确的处理实验记录的数据，对我们科学的了解被测量或研究对象的客观规律，选择恰当的实验数据处理方法，最大限度的减小误差让实验数据无限接近理想条件下的结果，这是实验数据处理的意义所在。在这方面研究的文献有很多，例如费业泰的《误差理论与数据处理》等。要对实验结果进行分析，根据不同的实验方法，我们可以采用不同的数据处理方法，常用的有作图法、最
获取室内模型流域DEM数据的实用方法
获取室内模型流域DEM 数据的实用方法 杨超1 赵军2 高佩玲2 (11中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083;21中国科学院、水利部水土保持研究所,陕西杨凌712100) 收稿日期:2004210216 基金项目:教育部重大项目中国科学院知识创新重要方向项目(KZCX32SW 2422)作者简介:杨超,硕士研究生,主要从事土壤侵蚀机理及计算机模拟研究。 摘 要 为获得模型流域的高精度DEM 数据,自制了高程测量仪,对6519m 2流域模型进行011m ×011m 网格的逐点测量,获得高程数据,并利用GIS 软件生成模型流域的DEM 。降雨强度100mm/h 和降雨历时40min 条件下,降雨前后DEM 处理后得到的模型流域土壤侵蚀量为4465kg ,相对人工采样误差715%。处理所得DEM 与原模型流域地形特征点数据比较误差为±01005m 。模型流域降雨侵蚀后高程的对比计算结果表明,该测量方法在室内小模型流域的降雨侵蚀定量研究中是可行的。关键词 模型流域;GIS ;地形测量;土壤侵蚀 中图分类号 S 29 文章编号 100724333(2005)0120013203 文献标识码 A Practical method for DEM of a laboratory watershed model Y ang Chao 1,Zhao J un 2,Gao Peiling 2 (11College of Water Conservancy and Civil Engineering ,China Agricultural University ,Beiing 100083,China ; 21I nstitue of Soil and Water Conservation ,Chinese Academy of Sciences ,and M inistry of Water Resources ,Y angling 712100,China ;) Abstract It is well known that it is difficult to get the morphological data for a laboratory watershed model in s oil ero 2sion study by the traditional methods and the RS ,GPS and GI technologies.A practically us eful app aratus was devel 2op ed to quantify the digital elevation of a laboratory watershed model for a 66m 2 watershed with 10by 10cm grids.A GIS s oftware was us ed to generate the DE M of the watershed and the meas ured elevation values were verified with the actual ones at control p oints ,which indicated that the error was less than 5mm.This method can be us ed for geomor 2phologic determination of a watershed and for quantifying the s oil erosion in a rainfall event by comp aring the elevation changes. K ey words watershed model ;GIS ;elevation meas urement ;s oil erosion 目前,流域次降雨侵蚀研究多在野外条件下进 行。由于野外条件复杂,影响因子较多,不利于流域侵蚀与各影响因子之间关系和侵蚀在流域内分布情况的分析;而室内次降雨侵蚀研究多在坡面上进行,反映的是坡面相关因子与侵蚀之间的关系。在室内可控条件下进行模型流域的次降雨侵蚀研究,有利于确定流域侵蚀与各影响因子间的定量关系和侵蚀在流域中的分布情况。 室内模型流域次降雨总侵蚀量通常由流域出口处流量和水流含沙量的测量值换算得到,侵蚀量在流域内的空间分布一般采用REE (稀土元素)法进行分块研究[1],或采用侵蚀针观测法布点研究,但 REE 法受REE 种类的限制分块不可能很小,侵蚀 针在全流域的高密度布设也不现实。野外传统数字化地形测绘法因操作原因[2],不能对模型流域进行非破坏性测量,而目前流行的3S (遥感RS 、全球定位系统GPS 和地理信息系统GIS )技术因运行空间不足而无法对室内小型流域进行测量[3]。进行室内坡面土壤侵蚀研究通常使用的激光微地貌扫描仪,测量宽度限制在1m 内[4],无法满足较大面积模型流域的测量要求。 为获得大面积(6519m 2)模型流域次降雨的侵蚀量和侵蚀分布,本试验用自制高程测量仪(图1)测量模型流域高程数据,结合GIS 技术获取模型流 中国农业大学学报 2005,10(1):13-15Journal of China Agricultural University
化验分析数据处理及结果计算
化验分析数据处理及结果计算 本章教学目的： 1、了解分析化学常用计量单位。 2、掌握化学分析中常用的溶液浓度表示方法。 3、掌握分析化学计算基础。 4、掌握可疑值概念，分析数据的取舍方法4d、Q检验法、Grubbs法，它们的特点及相互关系。 5、理解平均值精密度的表示方法，平均值的置信区间。 教学重点与难点：溶液浓度表示方法；滴定分析结果计算；可疑数据的取舍。 教学内容： 第一节分析化学中的计量关系 一、法定计量单位 什么是法定计量单位？ 法定计量单位：由国家以法令形式规定使用或允许使用的计量单位。 我国的法定计量单位：以国际单位制单位为基础，结合我国的实际情况制定。 国际单位制SI—International System of Units SI基本单位 简单介绍SI基本单位。 二、分析化学中常用法定计量单位 1、物质的量：用符号n 表示，单位为摩尔（mol）。 B 规定：1mol是指系统中物质单元B的数目与0.012kg碳-12的原子数目(6.02
×1023)相等。 物质基本单元：可以是原子、分子、离子、电子及其它粒子和这些粒子的特定组合。 例如：H 2O 为基本单元，则0.018kg 水为1mol 水。 H 2SO 4为基本单元，则0.098kg H 2SO 4为1mol 。 1/2 H 2SO 4为基本单元，则0.098kg H 2SO 4 为2mol 由此可见：相同质量的同一物质，由于所采用基本单元不同，其物质的量也不同。 表示方法：1 mol H 其质量为1.008g ； 1 mol H 2其质量为2.016g ； 1 mol 1/2Na 2CO 3其质量为53.00g ； 1 mol1/5 KMnO 4其质量为31.60g 。 2、质量（m ）：单位为千克（kg ）；克（g ）；毫克（mg ）；微克（μg ）。 1kg = 1000g = 1×106mg = 1×109μg 3、体积（V ）：单位为米3（m 3） 分析化学中：升（L ）；毫升（ml ）；微升（μl ）。 1m 3 = 1000L = 1×106 ml = 1×109 μl 4、摩尔质量（M B ）：单位为千克/摩（kg/mol ），常用g/mol 表示。 m M B = n B 介绍p185页表5-7，常用物质的摩尔质量。 5、摩尔体积（V m ）：单位为m 3/mol ；常用L/mol 。 理想气体：22.4L/mol 。 v V m = n B 6、密度（ρ）：kg/m3；g/cm3；g/ml 。 7、元素的相对原子质量（Ar ） 指元素的平均原子质量与12C 原子质量的1/12之比。 8、物质的相对分子质量（Mr ），即以前的分子量。
最新化验分析数据处理及结果计算
化验分析数据处理及 结果计算
化验分析数据处理及结果计算 本章教学目的： 1、了解分析化学常用计量单位。 2、掌握化学分析中常用的溶液浓度表示方法。 3、掌握分析化学计算基础。 4、掌握可疑值概念，分析数据的取舍方法4d、Q检验法、Grubbs法，它们的特点及相互关系。 5、理解平均值精密度的表示方法，平均值的置信区间。 教学重点与难点：溶液浓度表示方法；滴定分析结果计算；可疑数据的取舍。 教学内容： 第一节分析化学中的计量关系 一、法定计量单位 什么是法定计量单位？ 法定计量单位：由国家以法令形式规定使用或允许使用的计量单位。 我国的法定计量单位：以国际单位制单位为基础，结合我国的实际情况制定。 国际单位制SI—International System of Units SI基本单位 简单介绍SI基本单位。 二、分析化学中常用法定计量单位 1、物质的量：用符号n B表示，单位为摩尔（mol）。
规定：1mol是指系统中物质单元B的数目与0.012kg碳-12的原子数目(6.02×1023)相等。 物质基本单元：可以是原子、分子、离子、电子及其它粒子和这些粒子的特定组合。 例如：H2O为基本单元，则0.018kg水为1mol水。 H2SO4为基本单元，则0.098kg H2SO4为1mol。 1/2 H2SO4为基本单元，则0.098kg H2SO4为2mol 由此可见：相同质量的同一物质，由于所采用基本单元不同，其物质的量也不同。 表示方法：1 mol H其质量为1.008g； 1 mol H2其质量为2.016g； 1 mol 1/2Na2CO3其质量为53.00g； 1 mol1/5 KMnO4其质量为31.60g。 2、质量（m）：单位为千克（kg）；克（g）；毫克（mg）；微克（μg）。 1kg = 1000g = 1×106mg = 1×109μg 3、体积（V）：单位为米3（m3） 分析化学中：升（L）；毫升（ml）；微升（μl）。 1m3 = 1000L = 1×106ml = 1×109μl 4、摩尔质量（M B）：单位为千克/摩（kg/mol），常用g/mol表示。 m M B= n B 介绍p185页表5-7，常用物质的摩尔质量。 5、摩尔体积（V m）：单位为m3/mol；常用L/mol。 理想气体：22.4L/mol 。 v V m= n B 6、密度（ρ）：kg/m3；g/cm3；g/ml。 7、元素的相对原子质量（Ar） 指元素的平均原子质量与12C原子质量的1/12之比。
拉伸试验测定结果的数据处理和分析
拉伸试验测定结果的数据处理和分析 一、试验结果的处理 有以下情况之一者，可判定拉伸试验结果无效： （1）试样断在机械刻划的标距上或标距外，且造成断后伸长率不符合规定的最小值者。 （2）操作不当 （3）试验期间仪器设备发生故障，影响了性能测定的准确性。 遇有试验结果无效时，应补做同样数量的试验。但若试验表明材料性能不合格，则在同一炉号材料或同一批坯料中加倍取样复检。若再不合格，该炉号材料或该批坯料就判废或降级处理。 此外，试验时出现2个或2个以上的缩颈，以及断样显示出肉眼可见的冶金缺陷（分层、气泡、夹渣）时，应在试验记录和报告中注明 二、数值修约 （一）数值进舍规则 数值的进舍规则可概括为“四舍六入五考虑，五后非零应进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一”。具体说明如下： （1）在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字小于5（不包括5）时，则舍去，即所拟保留的末位数字不变。 例如、将13.346修约到保留一位小数,得13.3。 （2）在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字大于5（不包括5）时，则进1，即所拟保留的末位数字加1。 例如，将52. 463修约到保留一位小数，得52.5。 （3）在拟舍弃的数字中，若左边第一个数字等于5，其右边的数字并非全部为零时，则进1，所拟保留的末位数字加1。 例如，将2.1502修约到只保留一位小数。得2.2。 (4)在拟舍弃的数字中若左边第一个数字等于5，其右边无数字或数字皆为零碎时，所拟保留的末位数字若为奇数则进1，若为偶数（包括0）则舍弃。 例如，将下列数字修约到只保留一位小数。 修约前0.45 0.750 2.0500 3.15 修约后0.4 0.8 2.0 3.2 （5）所拟舍弃的数字若为两位数字以上时，不得连续进行多次修约，应根据所拟舍弃数字中左边第一个数字的大小，按上述规则一次修约出结果。 例如，将17.4548修约成整数。 正确的做法是：17.4548→17 不正确的做法是:17.455→17.46→17.5→18 （二）非整数单位的修约 试验数值有时要求以5为间隔修约。此时将拟修约的数值乘以2，按指定位数依前述进舍规则修约，然后将所得数值再除以2即可。例如：将下列数字修约到个位数的0.5单位。 拟修约数值X 乘以2 2X修约值 X修约值 30.75 61.50 62.0 30.0
DEM高程数据处理教程
DEM高程数据 DEM高程数据包括两个部分：ASTER GDEM30米分辨率高程数据和SRTM90米分辨率高程数据。ASTER GDEM数据来源于NASA，数据覆盖范围为北纬83°到南纬83°之间的所有陆地区域，时间范围为2000年前后；SRTM数据来源于CIAT，数据覆盖范围为北纬60°至南纬60°之间的所有陆地区域，时间范围为2000年前后。 ASTER GDEM 30米分辨率高程数据 本数据集利用ASTER GDEM第一版本（V1）的数据进行加工得来，是全球空间分辨率为30 米的数字高程数据产品。由于云覆盖，边界堆叠产生的直线，坑，隆起，大坝或其他异常等的影响，ASTER GDEM第一版本原始数据局部地区存在异常，所以由ASTER GDEMV1加工的数字高程数据产品存在个别区域的数据异常现象，可以和全球90米分辨率数字高程数据产品互相补充使用。ASTER GDEM数据采用UTM/WGS84投影，数据格式为IMG栅格影像，数据的值域范围为-152-8806米之间，比例尺为1:25万，其垂直精度20米，水平精度30米。 数据命名规则：ASTER GDEM基本的单元按1度X1度分片。每个GDEM数据包有两个文件，一个数据高程文件和一个质量评估（QA）文件。每个文件的命名是根据影像几何中心左下角的经纬度产生。例如，ASTGTM_N29E091代表左下角坐标是北纬29度，东经91度。ASTGTM_N29E091_dem和ASTGTM_N29E091_num对应的分别是高程数据和质量控制数据。 SRTM 90米分辨率高程数据 SRTM（ShuttleRadarTopographyMission）90米分辨率高程数据由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量。2000年2月11日，美国发射的“奋进”号航天飞机上搭载SRTM系统，共计进行了222小时23分钟的数据采集工作，获取北纬60度至南纬60度之间总面积超过1.19亿平方公里的雷达影像数据，覆盖地球80%以上的陆地表面。SRTM 系统获取的雷达影像的数据量约为9.8万亿字节，经过两年多的数据处理，制成了数字地形高程模型（DEM），即现在的SRTM地形产品数据。SRTM因插值算法不同，存在不同版本，本平台发布数据为V4.1版本。 SRTM数据采用WGS84椭球投影，使用16位的数值表示高程数值的（+-32767米），空数据用-32726表示。数据格式为IMG栅格影像，数据的值域范围为-12000-9000米之间，水平精度20米，高程精度16米。 SRTM的数据组织方式为：每5度经纬度方格划分一个文件，共分为24行（-60至60度）和72列（-180至180度）。文件命名规则为srtm_XX_YY.zip，XX表示列数（01-72），YY表示行数（01-24）。示意图如下：
分析化学--分析结果的数据处理
1 §2-2分析结果的数据处理 一、可疑测定值的取舍 1、 可疑值：在平行测定的数据中，有时会出现一二个与其它结果相差较大的测 定值，称为可疑值或异常值（离群值、极端值） 2、 方法 ㈠、Q 检验法：由迪安（Dean ）和狄克逊（Dixon ）在1951年提出。 步骤： 1、 将测定值由小至大按顺序排列:X i , X 2, X 3,…X n-1 , X n ,其中可疑值为X i 或 X n o 2、 求出可疑值与其最邻近值之差 X 2-X 1或X n -X n-1。 3、 用上述数值除以极差，计算出 Q 4、 根据测定次数n 和所要求的置信度P 查Q, n 值。（分析化学中通常取的置信度） 5、 比较Q 和Q , n 的大小： 若Q>Q ,n ,则舍弃可疑值； 若Q< Q ,n ,贝M 呆留可疑值。 例：4次测定铁矿石中铁的质量分数（％得,,和。 ㈡、格鲁布斯法： 步骤： 1、将测定值由小至大按顺序排列:X 1, X 2, X 3,…X n-1 , X n ,其中可疑值为X 1或 X n 。 2、计算出该组数据的平均值X 和标准偏差s 3、计算统计量 G: 若X 1为可疑值，则G== s Q= n 1 或 Q= n 1
若X n为可疑值，则G = = S 4、根据置信度P和测定次数n查表得G, n,比较二者大小 若G> G，n,说明可疑值相对平均值偏离较大，则舍去； 若G< G, n,则保留。 注意：置信度通常取或。 例1:分析石灰石铁含量4次，测定结果为：%, %,%和%问上述各值中是否有应该舍弃的可疑值。（用格鲁布斯检验法检验P=） 例2测定碱灰中总碱量（以wNa t0表示）,5次测定结果分别为：％,%,%,彌%（1）用格鲁布斯法检验％是否应该舍去；（2）报告经统计处理后的分析结果；（3）用m 的置信区间表示分析结果（P= 二、显著性检验 用统计的方法检验测定值之间是否存在显著性差异，以此推测它们之间是否 存在系统误差，从而判断测定结果或分析方法的可靠性，这一过程称为显著性检 验。 定量分析中常用的有t检验法和F检验法。 ㈠、样本平均值与真值的比较（t检验法） 1、原理：t检验法用来检验样本平均值与标准值或两组数据的平均值之间 是否存在显著性差异，从而对分析方法的准确度作出评价，其根据是样本随机误差的t分布规律。 2、步骤: ①、计算平均值和平均值的标准偏差。 s ②、由P13 式卩=X 土t,f s=卩=X 土t,f ' n T 得：T == t p,f S x 得t== S X
DEM数据采集
DEM数据采集 为了建立DEM，必需量测一些点的三维坐标，这就是DEM数据采集或DEM数据获取，被量测三维坐标的这些点称为数据点或参考点。 一、DEM数据点的采集方法 l．地面测量 利用自动记录的测距经纬仪(常称为电子速测经纬仪或全站经纬仪)在野外实测。这种速测经纬仪一般都有微处理器，它可以自动记录与显示有关数据，还能进行多种测站上的计算工作。其记录的数据可以通过串行通讯，输入其它计算机(如PC机)进行处理。 2．现有地图数字化 这是利用数字化仪对已有地图上的信息(如等高线、地性线等)进行数字化的方法。目前常用的数字化仪有手扶跟踪数字化仪与扫描数字化仪。 (1)手扶跟踪数字化仪 将地图平放在数字化仪的台面上，用一个带有十字丝的鼠标，手扶跟踪等高线或其它地形地物符号，按等时间间隔或等距离间隔的数据流模式记录平面坐标，或由人工按键控制平面坐标的记录，高程则需由人工按键输入。其优点是所获取的向量形式的数据在计算机中比较容易处理；缺点是速度慢、人工劳动强度大。 (2)扫描数字化仪 利用平台式扫描仪或滚筒式扫描仪或CCD阵列对地图扫描，获取的是栅格数据，即一组阵列式排列的灰度数据(也就是数字影像)。其优点是速度快又便于自动化，但获取的数据量很大且处理复杂，将栅格数据转换成矢量数据还有许多问题需要研究，要实现完全自动化还需要做很多工作。目前可采用半自动化跟踪的方法，即采用交互式处理，能够由计算机自动跟踪的部分由其自动完成，当出现错误或计算机无法处理的部分由人工进行干预，这样既可以减轻人工劳动强度，又能使处理软件简单易实现。 3．空间传感器 利用GPS(Global Positioning System)、雷达和激光测高仪等进行数据采集。 4，数字摄影测量方法 这是DEM数据点采集最常用的一种方法。利用附有自动记录装置(接口)的立体测图仪或立体坐标仪、解析测图仪及数字摄影测量系统，进行人工、半自动或全自动的量测来获取数据。 二、数字摄影测量的DEM数据采集方式 数字摄影测量是空间数据采集最有效的手段，它具有效率高、劳动强度低等优点。利用计算机辅助系统可进行人工控制的采样，即X，Y，Z三个坐标的控制全部由人工操作；利用解析测图仪或机控方式的机助测图系统可进行人工或半自动控制的采样，其半自动的控制一般是由人工控制高程Z，而由计算机控制平面坐标X，Y的驱动；利用自动化测图系统则是利用计算机立体视觉代替人眼的立体观测。 在人工或半自动方式的数据采集中，数据的记录可分为“点模式”与“流模式”，前者是根据控制信号记录静态量测数据，后者是按一定规律连续性地记录动态的量测数据。 1.沿等高线采样 在地形复杂及陡峭地区，可采用沿等高线跟踪的方式进行数据采集，而在平坦地区，则不易采用沿等高线的采样。沿等高线采样可按等距离间隔记录数据或按等时间间隔记录数据方式进行。当采用后者时，由于在等高线曲率大的地方跟踪速度较慢，因而采集的点较密集，而在等高线较平直的地方跟踪速度较快，采集的点较稀疏，故只要选择恰当的时间间隔，所记录的数据就能很好地描述地形，又不会有太多的数据。
检测 分析结果的数据处理及修约
检测分析结果的数据处理与修约 一．有效数字 一个数的有效数字包括该数中所有的肯定数字再加上最后一位可疑的数字。具体来说，有效数字就是实际上能测到的数字。例如，用万分之一天平秤量最多可精确到0.1mg ，称得的质量，如以克为单位，应正确记录到小数点后四位。 二．数字修约规则 数字修约采用“四舍六入五单双”的原则，即在所拟舍去的数字中，其最左面的第一个数字小于、等于4时舍去，等于、大于6时进一；所拟舍去的数字中，其最左面的第一个数字等于5时，若其后面的数字并非全部为“0”时，则进1，若5后的数字全部为“0”就看5的前一位数，是奇数的则进位是偶数的则舍去（“0”以偶数论）。 三．计算规则 几个数据相加或相减时，计算结果的绝对误差应与各数中绝对误差最大者相等，它们的和或差只能保留一位不确定数字，即有效数字的保留应以小数点后位数最少的数字为根据。 在乘除法中，计算所得结果的相对误差必须与各测量数值中相对误差最大者相近，因此有效数字的保留应根据这一原则进行判断。一般说来，以有效数字位数最少的数为标准，弃去其他数的过多的位数，然后进行乘、除。在计算过程中，可以暂时多保留一位数字，得到最后结果时，再弃去多余的尾数。 四．分析结果的有效数字的保留 1．结果≥10% 保留4位有效数字 2．结果在1%～10%之间保留3位有效数字 3．结果≤1% 保留2位有效数字 五．极端值的取舍 对同一样品进行多次分析（如标样分析）所得到的一组数据总是有一定的离散性，这是由于随机误差引起的，是正常的。但有时出现个别偏离中值较远的较大或较小的数，称为极端值。可借助统计方法来决定取舍。常用的统计方法有格拉布斯（Gru-bbs ）的T 值检验法。 将测得的一组值从小到大排成x 1，x 2，x 3，…，x n —1，x n 。先检验与邻近值差距更大的一个，即x 1或x n 。算出该组数的算数平均值（x ）和标准偏差（s ），则T 值为： s x x T n -=或 s x x T 1 -=
DEM数据的介绍,获取,处理
DEM网格单元大小的确定 简单方法1 由地形图上的等高线生成DEM时，DEM网格大小的粗略估计: CELL Size = Scale分母/ 纸张分辨率纸张分辨率为300bpi(一般为200bpi)，即一英寸纸张上面可以印刷300条线，以1:5万地形图为例：cell size = 50000/300 (inch) = 4.24 (meter) 方法2 地图比例尺，航空摄影测量、影像分辨率的关系带来的启示航摄规范（GB/T 15661-1995）中规定航摄仪有效使用面积内镜头分辨率“每毫米内不少于25 线对”。根据物镜分辨率和摄影比例尺可以估算出航摄影像上相应的地面分辨率D，即D=M/R。(其中M 为摄影比例尺分母，R 为镜头分辨率。)根据航摄规范中“航摄比例尺的选择”的规定和以上公式，可得下表。 成图比例尺航摄比例尺影像地面分辨率（m） 1：5000 1：10,000～1：20,000 0.4～0.8 1：10,000 1：20,000～1：40,000 0.8～1.6 1：2,5000 1：25,000～1：60,000 1.0～2.4 1：50,000 1：35,000～1：80,000 1.4～3.2 补充：卫星影像分辨率的选择考虑不同比例尺成图对影像分辨率要求和对应规格商用卫星影像产品的稳定货源。 卫星QuickBird-2 IKONOS-2 SPOT-5 SPOT-4 Landsat-7 最高分辩率(m) 0.61 1 2.5 10 15 成图比例尺卫星影像（分辨率） 1：5000～1：10,000 QuickBird(0.61m) IKONOS-2 (1m) 1：25,000 QuickBird-2(0.61m) IKONOS-2 (1m) SPOT-5(2.5m) 1：50,000 SPOT-5(2.5m) DEM生成方法- ANUDEM 模型 水是地貌形成的主要侵蚀因素。ANUDEM (Australian National University Digital Elevation Model) 采用了这一思想，使用地貌与水文数据作为插值约束条件，插值等高线高程。大大减少了DEM中的凹陷数据错误，显著提高了DEM在水文特征方面的质量。插值方法为递归有限元差分插值技术，拟合样条曲面。 ANUDEM插值处理方法： 等高线是最常见的高程信息表达方法，也最难适用各种通用插值方法进行处理，处理要点：(1) 地表曲面形态：等高线->等高线局部最大曲率->坡度最陡区域->山脊线／河流径网->确认输出DEM的水文地貌特征/验证DEM的精确度。 (2) 地表曲面插值：每个网格单元的插值计算，使用临近等值线上的点。 (3) 多分辨率逐级插值：低分辨率DEM->高分辨率DEM->用户定义分辨率DEM。每级分辨率插值操作，水系限制条件都用于DEM凹陷生成的控制，保留下的凹陷会纪录在log文件中 等高线插值的举例(arcinfo: topogrid) Arc: topogrid laodem20 20 TopoGrid: datatype contour TopoGrid: contour laocontour elev TopoGrid: stream laostream TopoGrid: enforce on TopoGrid: end Arc: 其中：laodem20 –输出DEM的文件名