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.     

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。     

Digital Elevation Modeling不确定性对地形参数影响的空间分布特征分析

Digital elevation modeling(DEM)是基础地理数据之一,从其中可以提取多种地形参数,DEM不确定性对提取的地形参数具有一定的影响.选择坡度、上坡集水面积和地形指数作为研究对象,在DEM不确定性模拟的基础上,研究DEM不确定性对地形参数影响的空间分布特征.研究发现:DEM不确定性对坡度的影响没有明显的空间分布特征,对上坡集水面积和地形指数具有明显的空间分布特征.DEM不确定性对上坡集水面积影响的空间分布特征为:总体上分布均匀,在河道及附近、水库区域影响大于其它地区;DEM不确定性对地形指数影响的空间分布特征为:总体上分布均匀,在河道及附近、水库、平地地区影响大于其它地区.不同DEM不确定性程度对地形参数影响的空间分布特征相似.     

DEM分辨率对小流域径流模拟的影响

DEM分辨率对小流域流域特征参数和径流模拟有影响.选择伊河流域中游的陆浑水库流域为研究区,模拟模型使用ArcView平台的集成系统AVSWAT2005,研究在不同DEM分辨率情况下径流模拟的变化.研究表明:DEM分辨率对流域特征产生很大影响,随着DEM分辨率的降低,坡度值变小,径流汇水长度变小,流域面积有变小的趋势.DEM分辨率进而影响了径流模拟的结果,随着DEM分辨率的降低径流量减少,月径流量峰值衰减,月径流量峰值谷值坦化.     

基于GIS的典型黄土小流域边界线分形特征研究

流域边界线是影响流域发育的重要地形控制线,尽管它不具有特征标度区间,但在不同的尺度上都有着精细的空间结构特征,具有重要的地理意义.论文以分形理论为指导,在借鉴现有河流与水系分形特征计算方法的基础上,结合GIS研究了典型黄土小流域边界线的分形特征值计算方法.以5 m分辨率的高精度DEM数据为主要信息源,以陕西省绥德县韭园沟流域为典型研究样区进行了流域边界线的二维、三维分形特征值估算实验.实验结果表明流域边界线的三维分形特征值比二维分形特征值具有更好的区分度,可以较为客观地反映流域内部的地貌形态特征,今后应该进一步深化对流域边界线所蕴含的地学特征信息的科学认识.     

基于遥感影像的DEM地形信息增强表达研究——以梯田DEM构建为例

将遥感影像信息应用于梯田DEM构建是实现DEM地形信息增强表达的有效方式.通过RTK测量方法获取梯田实验样区实测点高程数据,构建了0.5 m分辨率Hc-DEM作为对“真实地表面”的模拟.根据1∶10000国家基本比例尺地形图精度标准,基于Hc-DEM提取等高距5 m等高线并插值生成5 m分辨率DEM,以该数据作为基础数据分别使用快速构建方法与基于田面边界的梯田DEM构建方法进行梯田DEM构建,实现梯田信息在DEM数据上的信息强化表达.对比分析上述4种DEM数据的高程频率特征,并以Hc-DEM数据作为参照求取高程中误差,结果表明从遥感影像上获取相关梯田信息进而辅助梯田DEM表达具有可行性,基于田面边界的梯田DEM构建方法对梯田地形强化效果相对较优,该研究将为构建其他有遥感信息加入的地形信息增强DEM提供一定参考.     

计算单元边长对分布式流域水文模型模拟结果的影响

具有物理基础的分布式流域水文模型通常采用DEM栅格作为计算单元,对地形信息具有均化作用,使得提取的坡度为非真值,且不同尺度栅格对应的该非真值差别明显,导致基于不同计算单元边长分布式流域水文模型的模拟结果具有显著差异。为了解决不同分辨率DEM模型对于模拟结果的影响,提出了一种栅格尺度与提取的流域坡度之间关系的归一化表示方法及对应的坡度矫正方法,该矫正方法中引入了可用于模型流速计算公式的坡度矫正系数。研究结果表明,计算单元边长对模拟结果的影响规律与对提取的流域坡度的影响规律完全一致,且提出的方法可以有效消除栅格均化作用对分布式流域水文模型模拟结果的影响。     

不同地貌类型区DEM空间内插算法精度评价

数字高程模型(DEM)是数字地貌形态表达最为常用的基础数据,在工程建设规划设计、地貌定量分析、流域水文和土壤侵蚀模拟分析、土地利用、数字地质、遥感图像辅助分类等方面具有重要的用途.通过数字化等高线空间内插生成DEM是当前的主要技术手段之一,不同的空间内插算法和不同的地貌区域应用对DEM生成的质量和精度有重要的影响.本文选择了丘陵、山地和高山地3种地貌类型区,利用国际上流行的DEM专业化插值ANUDEM方法及另外5种典型常用的空间插值方法生成DEM,然后通过任意点法、等高线回放法及三维可视化叠加分析方法对生成的DEM进行了精度对比分析.结果表明,3种地貌区ANUDEM算法生成的DEM精度最高,IDW算法其次,THIESSEN算法、Kriging算法和自然邻域法精度相似,样条函数法精度最低.同一种空间插值方法,在地形起伏越大的地区,生成的DEM精度越低.     

广西北回归线区域天文辐射时空特征分析——以宾阳县为例

基于25 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据,依据坡面天文辐射分布式模型算法,模拟计算北回归线附近宾阳县的天文辐射空间分布,并分析地形因子对于天文辐射的影响。结果表明:宾阳县年天文辐射总量在2 718. 11～13 155. 07 MJ/m~2,在不同地形下天文辐射空间分布差异明显;不同月份的天文辐射在不同坡向坡度上的空间分布亦不同,就该区域而言,8月份空间分布较为均匀;山地天文辐射受到天文参数和地形因子共同作用影响。     

基于分数进制小波变换的分辨率可指定的DEM综合方法

DEM的尺度效应研究需要分辨率连续变化的,空间定位基础一致的DEM数据作为数据源.针对这种需求,本文基于采样定理与分数进制小波变换,探讨了一种由较高分辨率DEM生成较低分辨率DEM的有效综合方法.首先基于采样定理分析了DEM分辨率与最高频率的关系,提出了通过降低DEM有效最高频率获得分辨率指定的DEM的新思路;然后基于该思路,探讨了分数进制小波变换自由精细的时频分解性能,以及对各分解部分的基于能量的阈值处理过程,进而实现了一种分辨率可指定的DEM综合方法;最后,对所指定的分辨率的合理性、空间定位的一致性、所生成DEM的综合效果进行了实验论证,并将所得DEM与由地形图派生的DEM以及由常规方法所得的DEM进行了对比分析,结果验证了该方法的有效性.