利用不同数字高程模型的水系提取对比分析

水系提取是研究流域水文的基础,基于单流向算法(D8),选取SRTM DEM与ASTER GDEM两种高程数据提取水系,试验得出SRTM的汇流累积量阈值为10 000(栅格),GDEM的汇流累积量阈值设定为90 000(栅格).分别用两种DEM合适阈值提取的水系结果对比分析,并利用实际河网和遥感影像进行验证,结果表明:利用SRTM DEM提取大范围水系的精度和效率较高.相对于平坦地区,地形起伏大的地区精度更高.可用于指导水系提取时数据源的选取.     

回归与内插法处理ASTER GDEM数据异常值的研究

为了解决ASTER GDEM数据中普遍存在的数据空洞及异常问题,在利用坡度分析与密度分割等方法,提取ASTERGDEM数据中存在的空洞及异常值后,借助SRTM DEM数据,利用回归与内插法对空洞及异常区域的高程进行模拟修复。并通过三维建模和实例应用评估其模拟质量。研究结果表明:回归与内插法误差较小、精度较高,所得DEM三维模型良好,能有效提高ASTER GDEM数据的完整性和可用性。     

基于ASTER数据和空间误差分析的SRTM无效区域填充

提出了利用ASTER数据,通过分析两种数据高程差异的空间分布特点,从而进行SRTM无效区域填充的方法．该方法首先对ASTER数据进行预处理,然后计算两种DEM数据的高程差异。并利用ASTER数据的地形因子。通过协同克里金方法对高程差异进行空间插值,得到SRTM无效区域内两种数据的高程差异,并在此基础上对ASTER数据进行变换,从而对SRTM无效区域进行填充．计算结果表明该方法可以提高填充结果的精度。是一种有效的SRTM无效区域填充方法．     

国外两种免费DEM数据对比分析

结合已经开展的研究,对比分析了国外两种主流免费DEM数据的来源、组织方式、数据特征和下载渠道等信息。目前,中国部分的SRTM和ASTER GDEM地形高度和坡度数据均可以通过中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据服务平台-DEM免费下载。     

基于可变窗分析的中国云贵高原地区SRTM DEM数据填补方法研究

从分析在云贵高原地区具有广泛用途的SRTM DEM的优缺点出发,在总结了已有SRTM DEM缺数据区域填补方法的基础上,提出了基于可变窗分析、回归分析与反距离平方权逐层插值相结合、以Aster GDEM为辅助数据的填补方法,并详细阐述和实现了该方法.用云贵高原地区10个典型缺数据区域进行实验.实验和结果的比较分析表明,该方法具有自适应性,精度较高,能适合于填补我国云贵高原地区的SRTM DEM.     

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.     

应用30 m ASTER GDEM数据估算贵州县域地表河网密度的适应性

数字高程模型(DEM)是快速获取河网密度的常用数据源。分析DEM用于估算特定区域河网密度的适应性,是拓展DEM应用范围的重要基础工作。应用Arc GIS的水文分析工具,以空间分辨率为30 m的ASTER GDEM为数据源,估算贵州省各县域单元不同集水面积阈值下的河网密度。结果发现:运用30 m ASTER GDEM数据估算贵州县域地表河网密度时,若全省范围只使用同一个集水面积阈值,估算出的县域地表河网密度与实测值偏差较大,纳西效率系数(NSE)为负值,表明适应性较差。在未来研究中,有必要根据贵州地貌分区、岩层分组和水文气象条件对集水面积阈值分别设定,从而提高30 m ASTER GDEM估算贵州县域地表河网密度的适应性。     

基于卫星影像和RPC原理的DEM生成研究

卫星影像成为摄影测量的重要数据源,ASTER卫星立体影像分辨率适中,价格低廉,适合应用于大型工程前期工作。目前,其立体成像和DEM研究较少。本文阐述了ASTER立体影像的构像原理、RPC计算的参数设置,生成DEM的方法和精度分析。     

基于TanDEM-X和ERS数据的InSAR提取DEM的实验研究

以天山地区为研究区域,利用干涉合成孔径雷达干涉测量技术(In SAR)分别对Tan DEM-X和ERS获取的数据进行干涉处理生成数字高程模型(DEM),结合SRTM DEM和我国1∶5万数字高程模型标准,对所获取的DEM的精度进行比较和分析.结果显示,由于实验区域地形复杂、高程变化剧烈且植被茂密,2组数据生成的DEM与SRTM DEM之间的整体差值偏大,标准差分别为11.55 m和16.74 m,但Tan DEM-X数据获取的DEM精度更高.结果表明,在地形复杂区域Tan DEM-X数据能够监测到C波段数据所不能监测到的细节,其生成DEM的结果较ERS数据具有明显优势.     

利用SAR相干点目标分析技术监测常州地面沉降

由于地下水开采和大量工程建设的影响,不少城市地面沉降问题突出.利用2011年至2013年间获取的41景TerraSAR-X高分辨率SAR数据,采用相干点目标分析技术对常州地表形变进行监测,获得了地面沉降速率图,并与水准测量结果进行了对比验证,达到了毫米级精度.研究结果显示,常州市武进地区存在几处明显的沉降,在2011-2013年间最大沉降速率达到28.7 mm/a,体现了IPTA技术在城市地面沉降监测中有很好的应用前景.     

Sentinel-1A TS-InSAR地铁沿线地面沉降监测与分析

地铁的建设与运营容易引起地表的纵向沉降,从而影响城市的发展和人民生命和财产安全,因此及时掌握各地铁沿线地表沉降情况具有重要现实意义。本文以南宁地铁为例,利用Sentinel-1A SAR数据和TS-InSAR技术,借助外部高精度的POD Precise Orbit Ephemerides和ASTER GDEM V2去除由去相关引起的相位跳变,获取了2017年6月~2019年1月南宁地铁网络地面沉降速率场,并在此基础上重点分析了地铁沿线地面沉降情况和沉降时空分布规律。试验结果表明,2017~2019年,南宁整体的地表沉降特征较为明显,最大累计沉降达到了-47.41mm。大部分城区相对稳定,沉降区主要分布在各地铁沿线区域,且随着南宁经济的快速发展和城市地铁建设的加快,各地铁沿线地面沉降呈逐渐增强和扩散趋势。     

DEM对大地水准面精化的影响分析

对厘米级大地水准面精化中影响地形改正精度的几个因子:DEM精度、分辨率及积分半径进行了分析和评价。通过对地形质量影响的球谐展开分析,推导并量化了地形质量与DEM之间的线性关系,从而得到DEM精度至少需达到81 m;综合分析DEM分辨率与球谐展开级数、积分半径之间的相互关系,给出适合厘米级大地水准面精化的分辨率和积分半径。以我国地表起伏较大的西藏某区为研究区域,选取不同分辨率DEM、不同积分半径,并利用SRTM计算地形影响。结果表明,6″分辨率的DEM和50'的积分半径可以满足大地水准面的厘米级精度要求。     

DEM对大地水准面精化的影响分析

对厘米级大地水准面精化中影响地形改正精度的几个因子:DEM精度、分辨率及积分半径进行了分析和评价。通过对地形质量影响的球谐展开分析,推导并量化了地形质量与DEM之间的线性关系,从而得到DEM精度至少需达到81 m;综合分析DEM分辨率与球谐展开级数、积分半径之间的相互关系,给出适合厘米级大地水准面精化的分辨率和积分半径。以我国地表起伏较大的西藏某区为研究区域,选取不同分辨率DEM、不同积分半径,并利用SRTM计算地形影响。结果表明,6″分辨率的DEM和50'的积分半径可以满足大地水准面的厘米级精度要求。     

SRTM无效数据填充方法在数字河网提取中的应用

为验证最新全球免费高分辨率航天飞机雷达地形测量任务(SRTM)数字高程模型(DEM)数据在水文学中的应用效果,以湖北省清江流域为例,利用SRTM数据进行了流域数字河网提取,通过与数字化地形图DEM提取的数字河网比较,指出SRTM数据中普遍存在的无数据区域是其进行水文分析的最大障碍,常用的SRTM无数据区域填充方法会使河道高程出现较大误差,导致提取的数字河网出现偏差.为解决上述问题,提出了在实际数字化河网限制下的SRTM数据无数据区域填充方法,计算结果表明,利用该方法处理后的SRTM数据更符合实际情况,提取的数字河网也与实际情况相符.     

基于SRTM DEM的浙江八大水系特征提取与精度分析

选用SRTM DEM(90m)数据,利用Arc Hydro Tools分别实现了浙江八大水系(除运河流域)的边界提取和流域划分。通过计算流域的相关水系因子(如流域面积、流域周长、流域平均分支比等),以及与1/25万数字水系河网的比较,进行提取水系的精度分析。结果表明,流域面积是反映水系提取精度的重要指标;其他因子反映较小。同时,应用SRTM DEM数据提取水文特征具有较高的精度,显示了其在更新水文研究基础数据方面的优势。     

基于边缘特征的多源影像空间配准精度研究

图像配准技术是数字图像处理的关键技术之一.以甘肃省张掖市为研究区,获取ASTER与MODIS两种数据进行空间配准研究,首先以ASTER数据为基准选择同名点对MODIS数据进行空间配准,然后使用两种方式对其配准精度进行评价：第一种方法充分考虑研究区的地表覆盖特征,利用图像分割、边缘提取及图像匹配等技术,以先验知识为基础提取边缘并进行拟合分析,提出基于边缘进行空间配准精度的分析方法;第二种方法借鉴传统配准方式,选择同名点进行空间配准精度分析.研究表明,经过配准后的几何校正精度优于0.5个像元,能够满足精度要求.     

ArcHydrology下四川雅安市流域信息提取研究

随着水系流域提取精度要求的重视和提高,水文分析常被用于流域水土流失分析等。本文基于ArcGIS9.3软件的水文分析模块ArcHydrology,对地质灾害频发四川省雅安市的ASTER GDEM进行提取河网、流域边界提取等水文特征信息,结果与国家基础地理信息中心提供的水系流域较吻合,且更详细,为灾后水利工程重建提供了数据和决策依据。     

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.     

三峡库区地势起伏度研究

以三峡库区30 m分辨率的ASTER GDEM数据为基础,在GIS系统的支持下,采用邻域分析方法提取地势起伏度,运用均值变点分析法对其进行了最佳统计单元的计算.研究结果表明,三峡库区地势起伏度最佳分析窗口为44×44网格(1.74 km2).同时,完成了三峡库区地势起伏度分级图的绘制.     

复杂条带状沟谷地形点云抽稀与内插算法对数字高程模型构建的精度影响

针对点云数据构建数字高程模型(DEM)的精度受点云抽稀和内插算法等因素影响的问题,设计不同点云抽稀方法和不同内插算法对DEM构建精度影响的两组试验,寻求适用于复杂条带状泥石流沟谷地形构建DEM的组合方法 .利用空间抽稀、体素分割抽稀、随机抽稀3种方法以96%的抽稀率对原始点云数据进行抽稀,得到的抽稀结果再分别应用自然邻点插值法、反距离权重法(IDW)、克里金法、样条函数法4种内插算法进行内插,共构建出12种组合生成DEM的方法,对每种组合方法构建的DEM进行高程和坡度精度评价分析.结果表明,针对泥石流沟谷地形空间抽稀条件下利用IDW进行DEM内插的结果最为可靠,拟合优越度为0.999 540,平均误差为0.746 2 m,中误差为1.262 9 m.