保持特征的变尺度DEM泊松重构算法

提出一种保持特征的变尺度DEM泊松重构算法.该算法提取DEM特征,改变特征的尺度,利用泊松偏微分方程重构尺度变化后的DEM,并把所提方法应用于南小河沟流域,对重构的不同尺度DEM提取坡度、坡向等地形因子特征进行对比分析研究.实验结果表明,以原始DEM为基础,该算法能够重构出精度明显改善的多尺度DEM.     

南方典型丘陵区域DEM高程插值方法研究

以湖南城市学院玉壶山为研究区域,利用曲面移动拟合法、线性内插法、自然邻点插值法和Kriging插值法等4种插值方法对采样点数据进行高程插值,生成规则格网DEM,并对内插结果进行了精度分析.在建立DEM的基础上,对4种插值方法生成相应的等值线、坡度和坡向值,通过与实际地形的比较,对不同算法插值结果进行了分析和评价.实验结果表明,在地貌类型以丘陵和山地为主的南方地区,曲面移动拟合法(SMF)有着更加良好的表现,能够更精确地模拟出真实的地形.本文研究可为南方典型丘陵区域DEM内插算法的选择提供参考和借鉴.     

基于Delaunay三角网与Voronoi图联合提取等高线骨架的地形重建算法研究

提出一种基于Delaunay三角网与Voronoi图联合提取等高线特征骨架的地形重建算法,该算法利用各Delaunay三角形与其对偶Voronoi多边形之间的关系,能一步高效的提取骨架,再通过分析骨架点与主要地貌特征的对应关系,对骨架点进行插值,最后由提取的骨架及原有等高线共同建立新的TIN,完成整个数字高程模型(DEM)的生成。实验结果表明,该算法对修正TIN 中不真实的平坦区域有良好的效果,使得生成的TIN 能更准确地描述地形特征。     

GIS在九龙江流域农业非点源污染信息数据库建立中的应用以五川小流域为例

运用GIS软件MapInfo、ARC/INFO工作站和ArcView3.2建立五川小流域的农业非点源污染信息数据库,包括小流域边界、水系、土地利用现状图及地形图等.利用五川小流域等高线、高程点制作TIN,建立流域数字高程模型(DEM),并在DEM的基础上进行表面分析,提取坡度、坡向、坡长等.运用ArcView的水文分析模块模拟流域的地表水网分布、水网密度.为五川流域农业非点源污染模拟研究提供了基础数据平台,为九龙江流域农业非点源污染研究提供经验借鉴.     

基于不同空间分辨率DEM的地形因子分析比较

地形因子是描述地理空间信息最直观有效的数据,是表达地形的重要指标.基于DEM数据的地形因子提取也是各类地理空间相关研究的基础和核心.以德钦县为研究区域,在ArcGIS软件平台支持下,分别基于云南省德钦县四种不同分辨率(30m、45m、60m和90m)DEM数据对坡度、坡向、平面曲率以及剖面曲率四个地形因子进行提取.并采用对比分析法和图表法对数据进行统计分析,得出不同空间分辨率所提取的各地形因子之间的差异.结果表明,对于德钦县来说,随着DEM精度的降低,地形信息不断被综合,更趋于概括,各地形因子地形信息的变化也都具有一定的规律.     

栅格DEM中隔断线约束算法应用评价

基于高精度差分GPS测量数据,在详细分析规则格网数字高程模型(DEM)构建过程中隔断线算法过程基础上,构建带约束算法的大比例尺沟道侵蚀形态的规则格网DEM,并将其与非带约束条件的规则格网DEM和实测值进行了对比。研究发现:带约束条件下的规则格网DEM能够很好地与实际形态相符合,并优于依据同样点所构建不规则三角网(TIN)转换而来的同等分辨率的规则格网DEM,而且研究发现随着格网间距的减小,插值结果与实测值间的RMSE也随之减小,规则格网DEM对地形的表现能力渐趋增强。     

浅谈DEM的坡度坡向误差空间分布

坡度和坡向是一些自然资源数据库中最重要的数据,由于地形表面本身的复杂性,所以在研究坡度计算时误差是处处存在的。包括基于DEM提取的尺度效应变异特征,平均高程、高程标准差、顶点密度的空间分异,能够对地貌形态特征进行有效的标识。DEM误差和坡度坡向误差的关系,关于坡度坡向误差空间分布的矛盾,并找到相对正确的参考方式。     

栅格DEM中隔断线约束算法应用评价

基于高精度差分GPS测量数据,在详细分析规则格网数字高程模型(DEM)构建过程中隔断线算法过程基础上,构建带约束算法的大比例尺沟道侵蚀形态的规则格网DEM,并将其与非带约束条件的规则格网DEM和实测值进行了对比。研究发现:带约束条件下的规则格网DEM能够很好地与实际形态相符合,并优于依据同样点所构建不规则三角网(TIN)转换而来的同等分辨率的规则格网DEM,而且研究发现随着格网间距的减小,插值结果与实测值间的RMSE也随之减小,规则格网DEM对地形的表现能力渐趋增强。     

DEM与TIN的数据精度与应用领域的对比分析

规则格网DEM(Digital Elevation Model)和不规则三角网TIN(Triangulated Irregular Network)是表面建模的两种方法,它们各自具有不同的特征及其适用范围.以陕西省耀县1∶5万比例尺的DEM为基准数据,以ArcGIS地理信息系统软件为数据处理平台,对DEM与TIN在基本地形因子提取、数据量与显示速度、数据精度等方面进行对比分析,提出在实际应用中具体的选择方案.     

基于等高线的数字高程模型带状区域建模法

为简化传统方法用等高线地形图建立数字高程模型(DEM)时需先提取离散点数据、构建大量不规则三角形网(TIN)的繁琐过程,提出简便的带状区域法.首先对等高线进行完整性处理并按多边形编号存储,利用既有的等高线及其单边邻接关系将整个地形图划分为相互独立的带状区域,形成DEM模型;通过搜索查询点所在的带状区域及对应的等高线高程值,采用距离加权平均法计算查询点的高程.该方法建立的DEM模型明显减少了网格数量和存储空间,高程插值计算精度不低于TIN法,建模效率提高,适合于建立基于等高线的大型DEM.     

天津地区闪电活动与地形因子关系研究

为研究天津地区闪电活动与地形因子的关系,文章采用相关分析、多元线性回归方法,对天津地区2008—2013年闪电定位数据和30m精度的DEM数据(提取海拔、坡向、坡度、坡度变率、地形起伏度)进行分析,结果发现闪电频数与海拔、坡度变率、地形起伏度呈负相关关系,与坡度呈正相关关系,与坡向不相关,闪电电流强度与坡度呈正相关关系,与其他地形因子不相关。     

黄土地区地形特征参数分布特征的统计分析

黄土高原长期在风力和水力交互的外动力地质作用下,形成了以塬、梁、峁为主的特殊地理景观和地貌类型.研究不同黄土地形的特征参数的分布特征对探索黄土地震滑坡的形成机理和古地震滑坡的地形恢复具有重要的理论和实际意义.以黄土地区为背景,选取600组典型的黄土塬、梁、峁的地形数据,在ArcGIS软件平台的支持下,基于30 m精度的数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据,运用3D Analyst功能对黄土塬、梁、峁的坡度与坡向这两种地形特征参数进行提取与分析,并将其与滑坡的滑动方向、原始坡角进行对比.结果 表明:黄土塬、梁、峁的坡度分布范围分别为8.189°～48.66°、0.917° ～44.052°、2.16°～42.91°;塬的坡度最大值的坡向主要集中在北、西北、东北方向,坡度最小值坡向分布在西南、南方向;梁的坡度最大值的坡向主要分布在东、西,坡度最小值坡向分布在东北、北方向;峁的坡度最大值的坡向主要分布在南、西南方向,坡度最小值坡向分布在东北方向.统计结果表明,塬、梁、峁的坡度值分布基本符合正态分布;滑坡的滑动方向与其所在地貌单元的斜坡坡度最大值的坡向基本一致,其原始坡角与其所在黄土地貌的斜坡坡度最大值相近.研究结果对研究黄土地区滑坡的发育机理以及古滑坡原始地形恢复结果合理性的检验具有一定的参考价值.     

栅格DEM的尺度与水平分辨率对流域特征提取的分析--以黄土岭流域为例

以黄土岭流域为例，对1：1万和1：5万两种尺度，应用栅格大小为5～50m6种水平分辨率的栅格DEN，进行了流域特征参数的提取和分析．研究发现，不同分辨率DEM提取的河网结构大体上是一致的，但河网的精度不同；提取的流域面积、河网密度、河道坡度、平均高程相差不大，河道长度和平均坡度参数相差较大，尤其是平均坡度参数，不同尺度DEM提取的流域参数差异明显，1：1万提取的河网精度大于1：5万，提取的流域面积，河网密度差异明显但不大，河道长度、河道坡度、平均高程和平均坡度参数相差较大，尤其是河道坡度和平均坡度。     

黔东南苗族侗族自治州民族村寨空间分布特征研究

以统计数据、野外调查资料和矢量地图为数据源,对黔东南苗族侗族自治州的民族村寨分布进行空间分析。通过数字高程模型(DEM)数据提取黔东南州民族村寨海拔、坡度和坡向数据,计算111个民族村寨点与水系和道路的距离,基于Getis-ord General G函数对黔东南州民族村寨进行空间点模式分析。结果表明:黔东南州民族村寨分布于244~1256 m的高程范围,1.14°~40.47°的坡度范围,东坡和南坡是最主要的分布坡向;民族村寨与水系距离在2~1370 m的范围内。分析表明,民族村寨整体上在坡向和与水系距离上属于随机分布,在海拔和坡度上属于高值分布,在与省道、国道和高速公路的距离上属于低值分布,黔东南州民族村寨分布的空间特征与地理环境及民族历史文化等因素相关。     

基于TIN的地质界面三维形态分析方法与应用

现有的空间分析方法难以有效地提取地质界面空间形态这种控矿因素,针对该问题,基于三维地质建模、空间插值、地质场分析等方法,提出基于TIN模型的地质界面三维形态分析的新方法.该方法在使用三维TIN模型来模拟地质界面的基础上,使用空间几何和计算机图形学原理计算地质界面的一般几何形态参数(坡度、夹角等)和距离场,然后利用空间插值和趋势剩余分析技术,分级提取出地质界面的总体形态趋势以及形态起伏,最后以栅格模型来表达控矿地质因素场,实现各种控矿地质因素的定量模拟.以福建丁家山铅锌矿床的主要控矿地质界面为例进行三维形态分析.研究结果表明:采用基于TIN的地质界面三维形态分析方法能够更精确、更高效的提取地质界面的各种形态参数,有效的定量化表达控矿地质因素,在隐伏矿体立体定量预测中具有重要意义.     

基于Landsat影像的多时相植被覆盖度与地形因子关系研究——以平潭岛为例

以平潭岛作为研究区,运用线性混合像元分解法从遥感影像中反演1992年、2002年和2013年3个时相植被覆盖度,用数字高程模型(DEM)提取坡度、坡向和高程数据.将植被覆盖度与3种地形因子进行空间叠加分析,以研究该海岛植被长势与地形间的联系,对生态环境保护提供参考建议.研究结果表明:在平潭岛的平坦和缓坡地区,以低植被覆盖度为主,随着坡度上升,高植被覆盖度面积比例增加,在25°~35°坡度范围达到峰值,最后又下降.坡向对研究区植被覆盖度的影响微弱,不是主导植被长势的重要地形因子.低高程区的植被覆盖度低,高程变大,植被覆盖度也增大,在高程大于310 m的地区,受热量降低影响,植被覆盖度下降.后10 a植被下降较前10 a明显,虽有山区植被改善,但是建设区和地势低平区破坏越来越严重,需重点治理.     

GIS数字地形模型的建立及应用研究

介绍了GIS数字地形模型（DTM）的构造原理和方法,用离散点移动拟合距离加权平衡插值方法生成了GIS数字高程模型（DEM）,以DEM为基础,用离散点插值数值拟合方法构造了DTM的数学模型,用该模型从DEM中提取地面单元的平均高程、相对高程、高差、高程变形、坡度、坡向、地面粗糙度、坡面形态、谷脊特征线、沟谷密度、沟谷深度等各种地形结构线,由EDM产生了三维地形立体模型和各种地形剖面,以及地面幅照度的计算和地形阴阳坡的划分等,用该方法对晋西离石羊道沟流域的土壤侵蚀进行了试验研究。     

基于Pleiades影像的东北黑土区沟蚀分异特征研究

以Pleiades遥感影像为数据源,获取东北典型黑土区2013年的侵蚀沟分布数据,并根据研究区范围内1∶10 000的数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据提取坡度、坡向和坡形等地形因子,探讨了各地形因子影响下的侵蚀沟密度与强度规律,全面分析了东北典型黑土区沟蚀分异特征.结果表明:研究区内侵蚀沟总体分布较均匀,但在东北部地区侵蚀沟分布较密集;沟壑密度与强度随坡度的增加总体上呈先增大后减小的趋势,在5°~10°范围内沟壑密度与强度达到最大;研究区中西南、南以及东南三个坡向上的沟壑密度与强度远大于其他坡向,东北和北坡沟壑密度与强度最低;研究区内凹形坡侵蚀沟发生的概率几乎是凸形坡的2倍,直线坡沟壑侵蚀发生的概率最低,且研究区沟蚀密度和强度均与地形具有相关关系.     

起伏地形下福建省太阳总辐射的分布式模拟

基于数字高程模型(DEM)数据,综合考虑坡度、坡向、地形遮蔽度等因素,建立了起伏地形下总辐射分布式模型(包括起伏地形下太阳直接辐射、散射辐射和地形反射辐射的分布式模型)。利用1960～2010年数据模拟了福建省旬尺度100 m下的太阳总辐射及其空间分布。结果显示:福建省区域内总辐射平均值绝对误差最大为0. 04 MJ/m~2,平均绝对误差为0. 03 MJ/m~2,平均相对误差为8. 25%,个例年验证平均相对误差为9. 1%;模拟结果表明:福建省总辐射夏季各旬之间变化平缓,实际地形下总辐射受纬度影响没有冬季明显,冬季山地与滨海平原总辐射差异较大;太阳总辐射在局地地形下受坡度坡向影响十分明显,阳坡的辐射量要明显大于阴坡,其中冬季差异最明显;从坡度来看,坡度越大太阳总辐射受坡向的影响越大。     

基于三角形索引顶点数据结构的三维地形绘制算法

DEM在众多领域有着广泛的应用,DEM生成算法已成为当前的一个研究热点.TIN是目前DEM的两种重要结构之一.提出基于三角形索引顶点数据结构的三维地形绘制算法.该算法对重复的三角形顶点数据只存储一次,避免了高程数据的重复存储;减少了绘制命令的调用次数;提高了绘制效率.