基于DEM的岩溶地区地形地貌特征提取与分析

运用数字地形分析技术对DEM进行处理分析以获取地形地貌信息,是对复杂山区景观资源和地质环境调查的重要手段.以湖北恩施腾龙洞大峡谷地质公园为例,基于ASTER GDEM数据对岩溶地区的坡度、坡向、地形起伏度和地表切割深度等地形地貌特征因子进行提取和全面分析.结果显示研究区地上和地下岩溶地貌形态如岩溶峡谷和岩溶洞穴等广泛发育且品位很高,地质景观旅游资源开发潜力巨大;同时研究区地形破碎,地表坡度、起伏度、切割深度均较大,生态环境极为脆弱,应注意加强环境治理和景观保护工作.     

基于天底点的散射回波信号处理算法

针对基于速度选通雷达高度表在森林等纯散射地面无法工作的问题,在深入分析纯散射地面回波信号模型及回波功率分布特征的基础上,提出了基于天底点的散射回波信号处理算法.该算法通过检测天底点附近回波中的多普勒和相位信息,进行相应补偿后获取回波中的二相编码信息,对所得二相编码信号进行相关处理后通过检测其峰值实现高度测量.仿真结果表明,该算法能够有效解决雷达高度表在森林等纯散射地面无法工作问题.     

起伏地形下时间域激发极化法三维非结构有限元数值模拟

一般认为,起伏地形对激发极化法勘探影响不大,这是因为在地下介质极化率均匀的理想情况下起伏地形没有影响.当存在矿体的复杂介质模型时,起伏地形对激发极化法预期会存在一定影响.因为起伏地形的模拟,特别是对于三维模型具有较大的挑战性,所以目前还缺乏地形影响的定量化研究.本文实现了时间域激发极化三维非结构有限元数值模拟,由于采用了非结构网格剖分,特别适合任意起伏地形三维地电模型的数值模拟及其对激发极化影响的研究.在此基础上本研究对起伏地形下的板状、球状异常体进行了三维激发极化数值模拟,探讨了起伏地形对激发极化响应的影响.研究结果表明:非对称地形会使激发极化法的激电异常中心位置发生偏离,斜坡坡度越大异常的中心位置偏离越大,而且异常幅值也减小;地形影响的幅度与极化异常体非对称性存在关联性.     

基于DEM的马衔山山顶辐射平衡特征分析

基于30m×30m分辨率的DEM,利用起伏地形下的太阳总辐射计算模型和遥感反演地表反照率得到马衔山山顶2013-07-23 11:30的太阳总辐射和短波净辐射的空间分布,并重点分析了多年冻土区的辐射特征.结果表明,局地地形严重影响太阳辐射的空间分布,使得不同坡向、坡度间的辐射存在显著的差异.地势较平的阳坡坡面、山脊的太阳总辐射较大;较陡的阴坡沟谷地带的太阳总辐射较小.多年冻土区地势较低,接收到的太阳总辐射较大,地表反照率较低,短波净辐射相对较大.但蒸发潜热耗热和干泥炭层的导热系数较低,降低了进入浅层土壤的热量,加之进入土壤的热量主要用于融化地下冰,使得土壤温度较低.因此,尽管局地地形对区域辐射收支有着重大影响,但地表特征、土壤性质等通过影响能量的分配状况,对多年冻土的发育和保护起控制作用.     

三角网格的融合与优化及其在电磁散射计算中的应用

为实现数值计算中复合模型的三角网格融合、优化电磁散射计算,提出基于三角形求交、面元内角控制的网格模型融合与优化算法.通过两个独立模型中三角面元的交点计算和模块内点云的Delaunay剖分,获得初始融合网格,再通过查找、消除畸形面元来优化融合后的网格.一系列模型的测试表明,在保持网格采样信息与几何外观的前提下,本文所提出的算法可稳健、有效地实现不同网格密度、不同结构特征的三角面元模型融合,去除畸形面元减少网格面元数目.     

基于SRTM DEM数据的中国地形起伏度分析研究

地形起伏度是区域水土流失评价的最佳地形指标,地形起伏度的分析研究对于区域水土流失定量评价具有重要意义.首先利用邻域统计分析法,在不同大小邻域窗口下(2 ×2,3 ×3,4×4,…,25×25,30×30,35×35,40×40,45×45,50 ×50)对中国地形起伏度进行了提取;然后运用均值交点分析法完成了最佳统计单元的计算,结果11×11网格大小可作为曲线变化的拐点,即为曲线由陡变缓的阀值.从而得出基于90m×90m SRTM DEM数据的中国地形起伏度提取的最佳统计单元为11×11网格大小;接着完成了中国水土流失地形起伏度分级图的绘制;最后对地形起伏度特征作了初步分析.     

94 GHz频率下冰晶粒子多次散射特性的研究

为了认识冰晶粒子群在94 GHz频率下的散射特性,利用互散射、相干Mie散射以及简单叠加法进行研究.结果表明,这3种方法得到的粒子群散射结果明显不同,目前的雷达气象方程使用简单叠加法计算粒子群的散射时不能精确地反演云的微物理特征,如冰水含量及有效半径等.利用3种方法比较了不同位置、不同复折射指数、不同尺度参数以及不同数量的粒子群散射强度特性后发现云的多次散射特性不能被忽略.     

基于多尺度网格的点云自适应坡度滤波算法

文章针对基于坡度滤波算法在地形复杂地区中难以合理设置滤波阈值的问题,提出了一种基于多尺度网格的点云自适应坡度滤波的算法.首先在构建的多尺度的虚拟网格内选取最优点作为初始地面种子点,计算网格的点云空间占比并划分网格语义属性,然后利用地形计算因子求得每个网格的坡度分类阈值,再按网格尺度由大到小的方式对整体点云进行坡度滤波,...     

基于GIS的营口市地形起伏度分析

提取地形起伏度是获取地表信息,进行地形定量化分析的有效手段。本文以1：25万DEM数据为基础,并借鉴前人研究方法,在GIS支持下,借助0.25km2网格以乡镇为基本评价单元,提取营口市地形起伏度,完成地形起伏度分级专题图,通过分析营口地形局部起伏较大,总体较平缓,初步划定各乡镇适宜发展产业,对区域发展有一定的参考价值。     

粒子系统支持下地形流模式表达研究

该文提出一种基于粒子系统的地形起伏动态可视化表达方法.首先利用D8算法并结合坡度等信息构建水流模型，基于DEM数据生成水流场数据；使用空间随机均匀和重要特征位置相结合的方法布设粒子，在粒子系统的支持下模拟高低起伏的地形水流场景，从而间接地实现DEM动态多尺度的可视化.以武汉市的DEM数据为例进行实验，结果表明该方法模拟得到的粒子流效果能真实反映其地形特征，该研究为DEM数据提供了新的表达方法.     

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。     

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Mortan码的地形简化方法研究

对于基于网格的三维地形来说，其DEM网格的数目直接影响计算机的存储资源、数据的存取速度以及三维地形的显示速度。作者提出了一种根据Mortan码编码的思想来实现地形网格简化的方法，该方法首先根据Mortan码编码规则对原始数据进行简化，然后利用简化的数据绘制地形，绘制地形时进一步根据Mortan码编码规则对地形网格画片简化。这种方法的优点是能够在保证不降低网格精度的情况下实现网格DEM数据的压缩以及三维地形上面片的简化。将该方法应用于荆江某地区三维地形的动态显示上，取得了比较理想的效果。     

适用于大规模网络的全源最短路径重优化算法——RASP算法

为提升大规模网络全源最短路径的求解效率,基于重优化理论提出了一种快速的精确全源最短路径求解方法——RASP(reoptimization-based all-pairs shortest path)算法.分析了异源最短路径树间的相关性和差异性;在已知单源最短路径树的基础上,基于重优化理论实现了异源最短路径树间的高效转换,进而得出高效求解全源最短路径的RASP算法;理论证明RASP算法的时间复杂度为O(3n~2+2nm).实验测试表明:无论是在稀疏还是稠密网络上,RASP算法都能有效地超越Floyd算法、n次Dijkstra算法及其改进算法.     

DEM地形复杂度对坡度提取的影响分析

引入分形理论中的信息维数值作为衡量地形复杂度的指标,讨论了DEM地形复杂度对坡度提取的影响。结果表明,信息维数值能够较好地反映不同区域的地形复杂度;信息维数值越大,地形就越复杂,坡度提取的精度也就越低。     

浅析软件CASS和Surfer在土方量计算中的应用

以某废弃黏土矿项目为例,先利用软件CASS7.1的边坡处理功能,设计地形面,提取坐标点数据,导出DEM数据,再利用Surfer8.0将导出的DEM数据进行网格化处理,然后根据三维表达结果,分别计算原始地形体积和设计地形体积,从而进一步计算出土方工程量。结果显示:应用软件CASS7.1和Surfer8.0计算土方工程量的方法,相对于常用的方格网法、断面法和等高线法更为简洁、直观,并有效提高土方计算精度,实现了计算的自动化。     

基于城市框架数据的三维城市DEM生成方法

随着“数字城市”建设的不断深化,城市三维景观建设逐渐成为当前研究的热点,而数字高程模型DEM（Digital Elevation Model）作为三维城市模型的基础地形,是城市三维建设中不可缺少的部分。利用城市框架数据构建DEM的方法可以在符合地表实际起伏的情况下,使地面上模型更加贴合地表,更好地增加三维城市DEM的表现效果。其方法是把散点的高程信息与道路等关键城市框架的平面信息相结合,充分利用现有地形数据,快速生成DEM,具有成本低、速度快、易更新的特点。     

复杂地形下最小起伏度直线选址研究

地形的起伏度是反映地形起伏的宏观地形因子,是描述区域地形地貌变化的地形指标,在区域性研究中,应用DEM数据提取地形起伏度能够快速、直观地反映地形的起伏特征。利用地形起伏度来进行最小起伏度的直线路径选址具有重要的理论和实践意义。本文以四川丹巴地区的DEM数据和TM数据为实验数据,应用Hough变换和从DEM提取地形起伏度的基本算法,通过对比分析,确定该地区起伏度最小的地形剖面。通过对实验结果的对比分析证明,该方法是一种有效的方法。