Moran’s I指数与DEM 网格大小关系的研究

数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)作为真实地形的一种数字化模拟,网格间存在着某种空间自相关性.Moran’s I是一种常见的空间自相关程度量化指标.为了研究Moran’s I与DEM网格大小之间的关系,文章在分辨率为30 m×30 m的DEM上随机选取了35个采样点.又以每个采样点为中心,选取n×n(n=3,5,7,…,25)大小的DEM网格,计算并记录对应于每个网格的Moran’s I指数值,绘出各采样点的Moran’s I指数值随n变化的曲线.研究发现:大多数采样点的Moran’s I曲线呈现出一致的变化趋势;同时发现少数采样点的Moran’s I曲线出现局部的变化异常.对这些异常进行分析后发现,Moran’s I值随n变化的趋势与DEM网格高程值的离散程度(地形)有关.     

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。     

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。     

基于数学形态学的机载LiDAR采煤区沉陷信息提取

由于采煤沉陷过程复杂和地表地形影响,机载LiDAR在采煤区沉陷监测中不可避免地存在噪声数据,高密度LiDAR点云中存在的噪声容易导致提取的沉陷等值线出现锯齿、毛边和多边形碎屑等问题。将数学形态学算法格网初始值的判定方式进行改进,传统数学形态学算法选择格网内最低点高程作为格网值,改进算法对格网内所有高程值进行平面拟合,将拟合值作为格网初始值。在采煤沉陷信息提取过程,增加对地面点云的改进数学形态学算法处理,降低噪声数据对地面DEM的影响,提高沉陷DEM精度和沉陷等值线完整度,试验对比分析确定算法最优参数(格网大小为3.5 m,结构元素尺寸为3 m)。最后,采用该方法对研究区数据进行处理,获取研究区沉陷DEM,并进行数据分析挖掘,获取地表下沉范围、下沉等值线、下沉面积等。结果表明：改进算法既保证原始的地形特征和精度,又可消除沉陷等值线中出现的噪声问题,为开采沉陷预计及采后环境评估提供支撑。     

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.     

中国西北部高山高原地区SRTM3数据质量评价

依据1：25万地形图DEM对中国西北部高山高原地区来自美国ESRI和NASA的两种SRTM数据进行了质量评价．结果表明两种SRTM高程数据与地形图DEM有很高的一致性．两类SRTM数据大约有38％的栅格单元绝对高程误差小于10m,58％以上误差小于20m,90％以上误差小于49m,99％以上误差小于92m,99．9％以上误差小于143m．在地势平坦的高原盆地、宽谷区,高程误差小于±5m．湖泊水体区域分别存在显著的正负高程误差．冰川、山地针叶林和沙漠地区的高程偏差均呈峰值,位于-20～0m的正态分布,极少数栅格单元正负偏差超过100m．总体而言,SRTM数据具有较高的数据质量．     

基于流场仿真的导流型鱼礁体组合优化研究

实测了导流型人工鱼礁体在纵向布设间距1.0L(L为礁体长度)和2.0L下的流场及受力特性，计算了导流型人工鱼礁体在横向布设间距(0.5L、1.0L、1.5L、2.0L)及纵向间距(0.5L、1.0L、2.0L、3.0L、4.0L、5.0L)下的水动力特性，研究结果表明：导流型人工鱼礁体流速及阻力系数的计算值与实测值吻合较好；横向布设下上升流高度、阻力系数均与布设间距成反比，0.5L时，上升流高度较大，1.0L时，上升流体积较大；纵向布设下上升流高度较平稳，上升流水平跨度、上升流体积与布设间距成正比，大于4.0L时，趋于平缓，4.0L时，流场效应较好.通过上述不同纵横间距比的组合优化研究，可在工程中为人工鱼礁体选型、设计和布设提供参考.     

数字高程模型DEM及其显示

针对应用建模方法中建模数据的获取问题，在介绍数字高程模型(DEM)的数据采集方法和等高线模型、规则格网模型和不规则三角网模型三种表示模型的基础上，论述了基于等高线的建模方法。指出不规则三角网(TIN)与规则格网(RSG)的优缺点，并通过对相同等高线数据进行处理生成TIN和RSG图。结果证明，在两者不考虑数据结构的情况下，不论在误差方面还是在数据质量方面，TIN明显占有优势。     

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.     

区域似大地水准面精化及水利工程应用前景

为了从由GPS观测的高程信息中获得GPS观测点的正常高,利用某区域平均分辨率优于5.0′×5.0′的重力数据和GPS/水准数据,EGM96全球重力场模型以及该区域30″×30″数字高程模型并采用移去-恢复技术计算了该区域2.5′×2.5′分辨率似大地水准面模型.该模型内、外符合精度均优于0.060 m,与GPS观测数据相结合可以得到四等及四等以下几何水准精度要求的正常高,真正实现GPS技术在几何和物理意义上的三维定位功能.最后对似大地水准面在水利工程中的应用前景进行了展望,认为GPS平面与高程一体工程控制网为水利工程水准施测困难区域高程测量提供了新的途径.