二 不同插值方法生成DEM及其精度评估
利用等高线和高程点插值生成DEM非常常见，下面我们看看不同插值方法生成等高线的效果及其质量评估方法。练习使用的数据源自希腊Kythera岛的考古调查项目，详见www.ucl.ac.uk/kip。
1.ArcGIS水文插值法
（1）重启ArcMap加载一个新项目，并加载k20m.shp、k_sh.shp和kcoast.shp三个图层。
（2）利用上述第一节的方法，插值生成DEM。注意：选择k20m为等高线、k_sh为高程点、kcoast为Boundary边界。输出的DEM命名为k20_tg。
（3）利用Spatial Analyst工具条的直方图工具显示k20_tg的高程值分布，如图8-10所示。直方图表明插值结果产生了大量的等距穗状值，这是因为等高线上有大量高程相等的插值采样点所导致，因此这个DEM的质量并不好。
图8-10 k20_tg的直方图
（4）除了直方图之外，坡度图也是检验DEM质量的方法之一。在ArcToolbox工具箱中启动“Spatial Analyst工具”→“表面分析”→“坡度”工具。如图8-11所示：在“输入栅格”中选择k20_tg；在“输出栅格”中命名为slope_k20_tg。其他参数保存不变，点“确定”后生成k20_tg的坡度图。
图8-11 坡度命令对话框
在k20_tg的坡度图slople_k20_tg上可以观察到一些不太明显的“虎条斑”，这是使用单一类型等高线插值造成的结果。（图8-12）
图8-12 坡度图上的“虎条斑”现象
2.反距离加权插值法（IDW）
反距离加权插值法生成DEM只能使用高程点，因此我们需要首先将等高线转换为高程点。
（1）等高线转高程点
在ArcToolbox中，选择“数据管理工具”→“要素”→“要素折点转点”。选择k20m图层为“输入要素”；k20_p为“输出要素类”。点“确定”后完成。（图8-13）
图8-13 要素折点转点工具对话框
将新生成的点图层k20_p加载在k20m等高线之上，并放大到细节。观察可以发现，从k20m等高线上转换出来的点并不在等高线上均匀分布，相反如果等高线弯曲，则点的密度高，如果等高线平直，则点的数量少。（图8-14）
需要注意的是，如果直接将等高线进行插值，程序会先将等高线栅格化，然后根据栅格后的等高线均匀插值。因此直接将等高线进行插值和首先将等高线转换成高程点后再插值，两种方法得到的结果是不一样的。
图8-14 转为高程点的等高线细部
（2）合并点图层
在ArcToolbox中，选择“数据管理工具”下的“常规”→“合并”。选择k20_p和k_sh点图层进行合并，结果保存为k_pts.shp文件。其他接受默认设置。（图8-15）
图8-15 合并矢量图层对话框
（3）插值生成DEM
我们现在进行反距离加权插值。在ArcToolbox的“3D Analyst工具”下的“栅格插值”打开“反距离权重法”。选择k_pts作为插值输入的数据，结果为k20_idw。在“环境”的“处理范围”中将“范围”设定为“与图层k4_tg相同”；在“栅格分析”中将“像元大小”设定为“与图层k4_tg相同”，将kcoast设定为“掩膜”。其他接受默认设置。点“确定”后完成插值。（图8-16）
图8-16 反距离加权插值生成DEM工具对话框
（4）尝试利用直方图法和坡度法，观察利用反距离加权方法生成的DEM的质量如何。
3.其他方法
我们可以尝试使用ArcToolbox工具箱下的“3D Analyst工具”→“栅格插值”下的其他方法：“克里金法”“样条函数法”等利用合并后的高程点k_pts.shp插值生成DEM，并观察其质量。