DEM对典型喀斯特山区地形及流域特征的尺度效应分析

通过对数字高程模型(DEM)数据进行最近邻方法重采样,获取不同空间尺度DEM数据.针对不同空间尺度DEM,研究地形因子和流域信息提取与DEM的尺度效应,并进行相关性分析.结果表明:1)随DEM空间尺度的增大,高程信息、坡度和地面粗糙度等地形因子的平均值呈下降趋势,河网总长度与河网密度值随DEM空间尺度的增大而减小,大尺度DEM无法较好地表达喀斯特山区细小河流信息;2)经相关性分析发现,坡度、地面粗糙度与DEM分辨率相关性较强,用幂函数拟合相关性为显著相关;3)借鉴信息熵理论方法分析可知,研究区地形和流域信息提取的DEM最佳分辨率范围区间为30~120 m.     

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。     

不同空间分辨率数据组合对APEX模型模拟的影响——以金华江流域为例

以浙江省金华江流域为研究区,将DEM(30 m,1 km,10 km)、土地利用(30 m,1 km)、土壤(250 m,1 km)3种不同空间分辨率组合成的12种数据组作为驱动数据,模拟分析不同空间分辨率数据组合对APEX模型模拟结果的影响.结果表明:1)DEM为10 km时,流域的模拟效果相对不理想,30 m,1 km,10 km分辨率模拟的流域面积误差分别为1.2%,9.7%,52.8%;2)12组数据模拟的年平均产量差异不大;3)随着3类数据分辨率的降低,相较于基准数据组的模拟结果,误差呈现明显波动上升趋势.说明数据空间分辨率的变化对APEX产量模拟的影响不大,但DEM分辨率降低会对流域的模拟产生较大影响.     

一种利用地形图和遥感影像提取小班界线的方法

利用地形图提供的等高线生成不同空间分辨率的数字高程模型(DEM),从中选择最佳分辨率DEM提取坡向图,并在GIS支持下对坡向图进行图像处理形成矢量多边形。对于DEM无法提取的部分区域则通过遥感影像分类后再分割的方法提取。在此基础上分析了所有矢量化结果与人工地面调查的小班线,结果表明：使用10 m左右空间分辨率DEM提取小班界线较好,经图像处理后,矢量多边形与小班线的重合率可以达到70%,进一步编辑修改后可以作为小班区划的工作底图。     

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.     

基于ASTER立体像对提取广州地区数字高程模型

ASTER(高级星载热辐射反射辐射计)的第三波段具有15m分辨率的朝向星下点和朝向后方传感器,其同轨拍摄立体像对的能力及基高比值(B/H=0.6)大,有利于生成DEM(数字高程模型).采用区域匹配方法自动提取30m绝对与相对DEM并就其精度检验的方法进行探讨;采用LIB级别的广州地区ASTER影像进行试验,进而校验评估其生产精度,其绝对精度为33.69m,与ASTER DEM科学团队所公布的±7m～±50m相符;最后,提出影响所生成DEM精度的因素和提高生成DEM精度的方法,可对后期数据深挖掘和空间分析提供参考.     

黄土高原DEM分辨率对提取坡度精度的影响

在黄土高原选取代表不同地貌类型的延川、绥德、富县3个研究样区,以及1∶1万地形图所建立的不同水平分辨率数字高程模型(DEM)为研究对象,分别分析每一大样区不同水平分辨率DEM所提取坡度的面积误差变化规律.提出面积百分比加权总体误差和面积百分比平均总体误差的指标,在每一大样区随机选取20个试验样区,得到两项误差指标与水平分辨率的线性函数关系.根据线性函数关系,由已知误差求得所需要的水平分辨率范围,并在每一大样区的16个随机检验样区通过检验.线性函数关系模型的建立,可望为实际工作选取适宜的水平分辨率提供依据,对于在保证精度的条件下节约成本,减小数据量具有一定意义.文中最后提出,所指出的两项指标不适用于风沙-黄土过渡区域.     

水平分辨率对提取数字流域地貌特征值的影响

为了研究水平分辨率对提取数字流域地貌特征值的影响,论述了地貌特征坡度和汇流时间的计算方法,采用基于高程双线性多项式内插方法获得了多种水平分辨率的DEM,分析了水平分辨率对于坡度、霍顿数和平均汇流时间影响。研究表明:不同坡度计算方法产生坡度之间存在差异;不同水平分辨率对于坡度、霍顿数和平均汇流时间影响显著,而对于河网长度和河源数影响不明显。     

不同空间尺度DEM坡度转换图谱分析

从地理学的宏观与实际需求的角度出发，选择代表黄土高原典型地貌类型(黄土丘陵沟壑区、破碎塬区、梁峁区)的3个样区作为试验区．试验以1：10000高精度地形图的5m空间分辨率DEM(数字高程模型)所提取的地面坡度为准值，运用GIS、数理统计和比较分析等方法，研究基于1：50000地形图的25m空间分辨率DEM所提取地面坡度的误差特征与纠正方法．文中应用地学信息图谱的理论和方法．经过反复实验、分析，找到一个精度较理想的，可适用于黄土高原不同地貌类型的坡度转换图谱．同时．利用它实现对基于1：50000地形图的25m空间分辨率DEM提取地面坡度统计值的误差纠正，为其应用精度提供参考标准和依据．此外，它也可以为各类DEM的适用性、应用精度的科学估算．以及有关标准的制定，提供科学依据。     

DEM数据分辨率对黑河金盆水库流域地形参数提取的影响分析

根据陕西省黑河金盆水库流域不同分辨率的DEM数据,采用数理统计方法分析DEM数据分辨率的变化对流域地形参数提取的影响,为建立流域分布式水文模型前期DEM数据分辨率的选择提供参考依据。对流域不同分辨率DEM数据分析得到:随着流域DEM数据分辨率的降低,流域的粗糙度值、最大坡度及平均坡度值、最大高程值、平面曲率和剖面曲率最大值及最小值的绝对值均有减小的趋势,最小高程有增大的趋势,坡向在DEM数据分辨率降低到一定程度时会出现较大变化,地形指数变化范围更趋于集中。     

北天山流域河长坡降指标与Hack剖面的新构造意义

在构造运动活跃地区的流域范围内, 构造运动及地貌特征能有效地反映在河流纵剖面、河流坡度等因素上。针对北天山地区 10 条河流, 提取河流 Hack 剖面、河长坡降指标( SL) 以及标准化坡降指标( SL/K) 等地形指标, 进行量化分析。研究表明北天山地区河流受到持续且快速的构造抬升运动影响, Hack 剖面呈上凸形态, 并且与河长坡降指标峰值、河流纵剖面变化具有很强的关联性。北天山地区河流标准化坡降指标( SL/K) 以依连哈比尔尕断裂带和准噶尔南缘断裂带为界限呈带状(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ区) 的分布, 在构造运动影响下, 流经两大断裂带的河长坡降指标明显升高, 揭示了在河流剖面坡度变化较大且河长坡降指标大的地区多为构造运动活跃的区域。同时, 在小流 域尺度内, 岩性改变与支流汇入也容易使局部地区出现河长坡降指标的峰值。     

黄河上游典型流域滑坡稳定性预测及模型应用

黄河中上游地带是滑坡的易发区域，了解这些滑坡的空间分布对于黄河流域的生态环境治理与保护至关重要。三维确定性模型Scoops3D模型能很好地对滑坡稳定性进行定量化分析，但是关于输入参数对模型结果影响的研究很少。为了定量化分析不同输入参数组合对模型结果的影响，以黄河上游甲加沟为例，基于Scoops3D模型对滑坡的空间位置进行预测分析。并对影响模拟效果的两种因素(数字高程模型(DEM)分辨率和搜索面积)进行分析对比。通过输入不同的参数得出的模拟结果，发现DEM分辨率和滑坡搜索面积对模拟结果都有显著的影响。首先，DEM分辨率越高，模拟效果越好，但是也存在大量的过度识别；其次，对于同一DEM分辨率而言，不同的滑坡搜索范围对于模型结果的影响也不同，并且随着DEM分辨率越来越低，这种影响也越来越大；最后，低分辨率DEM条件下较大的搜索范围也能得到较好的模拟效果。因此，在为模型选择合适的参数时，要对区域的滑坡大小有充分了解，然后根据实际情况选择合适的参数。     

基于DEM流域河网水系提取研究——以晋江流域为例

文章简单介绍了基于DEM流域水系的提取原理、方法及过程,并在RiverTools2．4支持下,选择晋江流域作为提取实例．研究表明,同一流域选取不同集水面积阀值将得到不同的河网,通过分析河源密度与集水面积阈值之间的关系来确定合适的集水面积阈值．平均地形坡度大于3°的区域,所生成河网的可靠性比较高,而小于3°的平坦区域会产生了平行河流的问题．     

基于DEM和均值变点法的伏牛山区地形起伏度分析

以100 m分辨率的DEM为基础数据,在GIS技术和SPSS软件的支持下,采用邻域分析法,分别在29个大小不同的矩形分析窗口下提取伏牛山区地形起伏度,采用均值变点法计算出地形起伏度的最佳统计单元,最后绘制伏牛山区地形起伏度的分级图,并进行空间差异特征分析.结果表明:(1)运用均值变点法得到伏牛山区地形起伏度的最佳统计单元为11×11像元的分析窗口,对应的窗口面积为1.21 km~2.(2)基于计算出的最佳统计单元提取伏牛山区地形起伏度,并划分为5个等级.整体来看,伏牛山区以地形起伏度为200～500 m的中起伏为主,占53.27%,主要位于中高山地区;其次是地形起伏度为70～200 m的小起伏地形,占26.14%,主要分布在中低山地区;微起伏(30～70 m)和平坦(0～30 m)地区占18.85%,主要位于东南部和东部山麓地带;大起伏地区所占比例最小,仅为1.74%,主要分布在山脉主脊地带.(3)地形起伏度与坡度的拟合度高于与海拔的拟合度,且随海拔高度和坡度增加,其高值区所占比重分别呈逐渐增加趋势,表现出较强的海拔与坡度规律性.     

巢湖流域地形起伏度及其与人口分布的相关性研究

地形起伏度描述了某一范围内地形的起伏状况,是影响人口分布的重要因子之一。以Arcgis 10.0为数据处理平台,以分辨率为90 m×90 m的SRTM DEM为基础数据,采用邻域统计分析法,提取了巢湖流域不同分析窗口下的地形起伏度;然后运用均值变点法确定巢湖流域的最佳分析窗口,分析了巢湖流域最佳分析窗口下的地形起伏度的分布特点;并探讨了地形起伏度与人口分布的相关性。结果表明:1以90 m×90 m的SRTM DEM为基础数据下的巢湖流域地形起伏度的最佳分析窗口为11×11窗口单元;2巢湖流域地形起伏度介于0"701之间,整体趋势为以平坦为主,西高东低、南高北低,中部巢湖区域较低;3巢湖流域地形起伏度与人口密度呈显著负相关,其幂数拟合曲线拟合度为0.682。     

基于POV-ray逆向光线追踪模型模拟地表反射率图像

基于DEM数字高程模型、高空间分辨率地表反射率图像,采用POV-ray逆向光线追踪模型考虑地形影响,进行不同观测几何下的低空间分辨率地表反射率图像模拟;并以垂直观测为例,基于POV-ray逆向光线追踪模型生成地表反射率;并通过与真实反射率图像做比较,得到整幅图像的相对误差在-0.01～0.结果表明,基于POV-ray模拟地表反射率可行.     

金沙江干热河谷高精度冲沟DEM重采样研究

以金沙江干热河谷区典型冲沟为对象,基于野外实测数据构建0.5 m×0.5 m格网冲沟DEM,对比分析了最邻近(NEAR)、双线性(BIL)及三次卷积(CUB)重采样方法对高程中误差(Er)、冲沟表面积(S)和体积(V)的影响.结果表明,DEM重采样到5.0 m×5.0 m过程中,BIL及CUB重采样DEM的高程中误差略小于NEAR;重采样过程中表面积比体积随格网分辨率变化敏感,2.5 m×2.5 m DEM表达的冲沟表面积降低为初始表面积的90%,4.0 m×4.0 m DEM冲沟的体积降低为90%.结果显示,对于形态复杂的冲沟,DEM重采样方法以BIL为首选,侧重宏观特征,如地形表面积等分析时约2.0 m×2.0 m格网较为适宜.     

兰州地区不同分辨率DEM提取地面坡度的转化方法

坡度提取时由于DEM本身特性,坡度不可能作为连续变量提取存储.现在传统的做法是按照需要将坡度分类,然后统计分析,找到不同分辨率的DEM提取坡度的转换方式.在不同分辨率提取坡度研究中,一般做法是采集大量数据,然后做归纳,得到需要的结论;如果先进行演绎推理,建立数学模型,不同分辨率坡谱转化将不依赖于某种具体地形.本文的方法是先按照地形的本身特性建立模型,然后用实际采集的数据进行检验,找到可行之处和不足之处,为以后的更进一步研究提供参考.     

基于扫描电镜的页岩微观孔隙结构定量表征

根据二维高分辨率扫描电镜(2D-SEM)图像孔隙灰度阈值提取页岩孔隙分布,采用分形理论计算孔隙形态和孔径分布分形维数,在此基础上分析孔径分布模型、步长及分辨率对页岩2D-SEM孔径分布影响,并与高压压汞(MICP)和低温氮气吸附-解吸(LNA/D)孔径分布对比。结果表明:2D-SEM孔隙提取结果能够定量表征页岩孔隙结构复杂性,孔隙形态分形维数越高,孔隙越复杂,孔径分布分形维数越高,孔径分布越复杂,微孔所占比例越高;连续型孔径分布模型能够准确表征页岩孔径分布,以1/2平均孔喉半径为步长提取的2D-SEM与MICP和LNA/D孔径分布吻合最好;2D-SEM孔径分布受分辨率和页岩非均质性双重影响,应选择代表页岩孔隙结构的高分辨率区域,或采用多张高分辨率SEM拼接图像提取孔径分布;2D-SEM图像能够精确定量表征页岩孔隙结构特征,为取心及制样困难的页岩孔隙结构研究提供了新方法。     

渭河上游流域河长坡降指标SL参数与Hack剖面的新构造意义

基于DEM提取了渭河上游8条支流的Hack剖面、河长坡降指标SL参数以及标准化坡降指标(SL/K),对该区构造活动进行了分析.结果显示该区河流的Hack剖面皆呈上凸形态,表明第四纪以来位于青藏高原东北缘的渭河上游整体上处于构造抬升状态,且抬升速率较快.同时Hack剖面的凸度有所区别,说明该区构造活动存在着区域差异,其中...