基于分形分维和数学函数的南流江流域河网信息提取

利用南流江流域30 m分辨率的DEM数据,介绍了Arc GIS中进行河网提取的一系列过程,并利用其图解建模工具,提取南流江流域的不同汇流累积面积的水系河网,实现了提取过程的流程化处理。分别统计河源密度和沟壑密度,并分别计算它们与汇流累积面积的几何函数关系,并对其进行二阶求导,确定其二阶导数关系,得到合适的汇流累积阈值,并借助分形分维理论对河网的分维值进行了验证。利用函数关系和分形分维确定汇流累积面积提取水系河网的方法有效地避免了人工选择汇流累积面积的主观性,提高了研究结果的准确性和可靠性,在知道研究流域河网分维值的前提下,可快速获取准确的汇流累计面积阈值。     

一种汇流累积量分析的河网分级算法

针对目前河网分级算法不能有效确定主次关系的问题,该文在数字高程模型(DEM)分析的基础上,提出一种基于汇流累积量的河网分级算法。首先,对矢量化的河网添加汇流累积量属性,并在其基础上构建树状结构的河网拓扑关系。然后从流域的出水口开始,逆流而上利用河网主干提取算法对河网逐层遍历提取主干。最后根据每一层级的主干提取结果对河网分级。实验结果表明,本文提出的河网分级算法能够较好地确定河网的主干,反映河网中河段的层次关系,且与分级后的山脊线网络衔接良好。     

基于DEM的格尔木河流域水系分维分析

分形理论为流域的复杂地貌形态及其发育过程等方面提供了定量依据,为进一步深化流域水系的分形研究,以ASTER-GDEM数据为基础资料,运用GIS水文分析工具提取了格尔木河流域在不同汇流累积量阈值下的水系河网;并用盒维数法计算了相应的水系分维数,以此来描述流域的地貌形态特征;并进一步预测流域地貌的发育演化趋势.研究结果表明:在一定无标区间范围内,汇流累积量阈值和分维数拟合较好;计算得到格尔木河流域的水系分维值处于1.6～1.8之间,据此可以判断出该流域处于地貌侵蚀发育壮年期,并向壮年晚期发展,流域地势起伏大,地面切割得支离破碎、崎岖不平,河流以侧蚀为主,下切作用相对较弱,与流域高程面积积分值计算所得结论一致.     

岷江上游流域DEM的河网提取

DEM中包含了丰富的地质地貌、水文等信息,是流域分析的主要数据来源之一。详细介绍了利用DEM数据提取流域水系信息特征的方法,并以岷江上游为例,对DEM进行预处理,然后采用ArcGIS 9.3软件平台下Hydrology模块提供的D8算法来确定水流离开DEM栅格单元的方向,并计算流向各栅格单元的水流累积量,再根据给定的集...     

基于DEM的流域特征提取研究——以贵州省普定县后寨河流域为例

本文以喀斯特后寨河流域为例,探讨了在Arcgis 9.0环境下从数字高程模型(DEM)中提取流域特征的详细过程,包括:DEM的生成和预处理、水流方向的确定、汇流累积量分析、河网的提取和子流域的划分以及落水洞的计算。经分析得到了研究区域河网特征以及研究区其他常用的流域特征信息,与实际河流水系特征基本吻合,从而证明该方法在分析流域的河网水系结构特征时具有一定的应用价值。     

基于DEM和水箱理论识别流域河网方法研究

本文应用水箱原理处理流域DEM数据中存在的洼地问题,提出流域河网识别及编码的新方法。首先,确定洼地网格,搜索洼地区域,计算洼地容量,根据水箱原理确定洼地出口,判断洼地的流向;然后,逐层合并消减洼地,修正洼地水流方向;最后,计算网格集水面积,进行河网识别和编码。本文结合云南东川蒋家沟流域的DEM资料进行河网识别,得到了完整的流域河网,结果与实际勘测的河网完全吻合,这表明应用该方法提取流域河网是可行的,能够为进一步的分布式水文、泥石流、环境模型提供条件。     

基于数字水深模型的水深浅点快速提取

针对目前手工作业选取水深浅点效率低、易发生遗漏等不足,本文以数字水深模型为基础对其进行地貌翻转,将水深浅点转化为洼点,利用水文流域模拟原理计算出相应区域的汇流累积量,结合邻域窗口最大值扫描获得汇水量极大值点,从而实现了水深浅点的快速、自动提取。汇流累积量夸大了局部地形变化,可更有效地提取潜在水深浅点,确保舰船安全。     

基于反地形DEM的山顶点自动提取

提出反地形DEM(R-DEM)的概念及基于DEM数据建立.R-DEM的技术方法.试验中通过构建反地形汇流累积矩阵,将原始山顶点转化为反地肜上汇流累积量最大点,实现对山顶点的快速、高效提取.     

基于DEM划分流域河网坡岸带汇水区的方法研究

基于DEM提取流域河网、生成子流域的理论方法研究已经有了一定的进展,并得到了广泛应用.在DEM生成河网的过程中形成的网格流向矩阵和网格累积矩阵能够充分揭示流域网格单元的水流方向特征和汇水面积特征,利用这些特征关系能够对流域进行更进一步的划分,更好地满足实际需要.本文在DEM提取流域河网的基础上,结合网格流向矩阵,精确解...     

利用DEM进行黄河中游河网提取及河网密度空间差异分析

在考虑土壤特性对降雨入渗及地面坡度对土壤侵蚀影响的基础上,利用SRTM的DEM数据和世界土壤数据库,提出基于入渗系数和坡度因子确定汇流面积阈值的方法,并利用所生成的河网计算黄河中游的河网密度,揭示黄河中游河网密度空间分布特征。     

基于流域GIS空间建模的雨洪模拟方法

基于多层次GIS空间分析模型技术,系统地建立了从流域雨洪过程相关影响因子栅格化处理到产汇流过程模型的集成化模拟方法,首次实现了对流域内任意栅格单元内河道断面的径流过程线的可视化测算。同时还对于模型中单元水流长度与河道单元流速率定方法进行了优化改进。实例分析结果表明:模型结构更为严谨、参数设置更为科学,改进的技术方法对于福建汀江十年一遇洪水场次的模拟结果精度有明显提高,能够满足相关海绵城市规划应用需求。     

基于GIS技术的莱州湾东岸河流分形研究

应用地理信息系统(GIS)技术提取了莱州湾东岸河流信息,在此基础上运用计盒方法对莱州湾东岸的黄水河和王河水系进行了分形分析,获得了两水系的主河道河长分维数和河网分维数,并以此探讨了分维数与流域地貌和地质构造之间的相互关系。分形分析为研究区流域地貌学与水文学研究提供了一种新的研究途经。     

基于DEM提取水系的洼地处理新算法

对洼地积水问题进行了深入研究,从洼地处理和平地处理着手提出了新的解决思路,并在Visual Studio2005平台下,采用ArcGIS Engine组件开发了试验模块,并通过试验数据进行水系的提取。对比发现,算法提取的水系比ArcGIS填平预处理后提取的水系更加连续,且与原始DEM地形在三维显示状态下可以很好地拟合。     

等高线河流数据集成中的匹配及一致性改正

等高线作为地势起伏与地形凹凸特征的表达,与河流水系表达有着密切的约束关系。在空间数据库集成与匹配中,由于来源不同这两种数据往往出现不一致,导致河流“爬坡”现象。本研究针对该问题提出一种等高线河流匹配及一致性改正方法,利用Delaunay三角网模型在等高线基础上通过弯曲分析提取地形特征,基于河流分布与谷地走势的相关性,建立河流与等高线间的匹配关系,进而识别两者间的一致性与否。在此基础上利用仿射变换等几何方法完成一致化操作,包括河流移位匹配等高线和等高线移位匹配河流。     

从规则格网DEM自动提取汇水区域及其子区域的方法

从DEM自动提取的汇水区域及其子区域信息对进一步的水文分析有着重要的辅助作用.在经过洼地处理的DEM及得到水流方向矩阵的基础上,本文提出并实现了一种汇水区域及其子区域的提取算法.该算法首先提取整个DEM区域内每条河流的汇水区域,然后按照不同的要求划分子区域.经过试验,与现有的方法相比,该算法在提取效率和结果准确性方面都有明显提高.     

等高线与水网数据集成中的匹配及一致性改正

等高线作为地势起伏与地形凹凸特征的表达,与水网表达有着密切的约束关系。在空间数据库集成与匹配中,由于来源不同,这两种数据往往出现不一致,导致水网"爬坡"现象。针对该问题提出一种等高线与水网匹配及一致性改正方法,利用Delaunay三角网模型在等高线基础上通过弯曲分析提取地形特征,基于河流分布与谷地走势的相关性,建立水网与等高线间的匹配关系,进而识别两者间的一致性。在此基础上利用仿射变换等几何方法完成一致化操作,包括水网移位匹配等高线和等高线移位匹配水网。     

无验潮模式水下地形测量技术的研究

传统的水下地形测量模式定型于利用GPS测定水底点的平面位置,利用测深仪测定水底点的深度,附之以瞬时潮位资料,获得点位的高程.这种模式在上述条件具备的情况下,可取得完满的结果.但当验潮条件不具备时,该模式将不能获得测点的高程.为了弥补这一缺陷,简化工作流程,提高水下地形测量的精度,本文提出了一种无验潮模式下的水下地形测量思想,该思想不用专门测定潮位,而直接利用GPS的RTK测量技术,辅之以姿态测量和补偿,从而获得高精度的水底点高程.该方法被验证是正确的,希望进一步的推广应用.     

面向自动综合的河系结构化模型研究

针对地图上河流的自动综合,建立了基于河段的河系结构化数据模型,该模型充分考虑了河段与河段、河段与面状水系要素之间的空间关系,以及河系河段的层次关系;建立了一种面向自动综合的河系结构化数据模型,模型包含了大量水系综合所需要的信息。基于上述数据模型,设计了一种方便快捷的河系结构化算法,该算法较好地克服了现有河系结构化算法只针对河流以及只适用于形态相对简单的河系的缺陷,较为全面地考虑了河系结构中出现的各种复杂问题,具有较强的实用性。