地图水系综合中等高线簇与河网协同的汇水区域提取方法

在地图水系自动综合中河流选取需要建立对不同河流重要性程度的有效判别。由于河流汇水区域直接反映河流的作用空间,因而其面积大小成为关键性的量化指标。目前基于河流的汇水区域自动提取方法主要从河流单一要素出发,按“空间均衡竞争”思想平分河流之间的区域,由于未考虑地形因素使得提取的汇水区域往往存在偏差,而传统基于DEM的汇水区域提取虽然考虑了地形,但没有与河流目标建立显性的对应关系。河流是一种天然的沟谷地性线,与山脊线具有对生互补的空间耦合关系,本文提出了一种等高线簇与河网双要素协同的河流汇水区域提取方法,该方法对河流与等高线的目标集合构建约束Delaunay三角网(CD-TIN)并将三角形分类,对不同类型的三角形分别采用骨架线提取规则与梯度向量引导的分水线搜索规则提取分水线段,连接形成网络结构并依此计算各河段的汇水区域。实验结果表明,本算法能更准确地提取河流汇水区域,从而为河流综合选取提供有效支持。     

黄土丘陵沟壑第三副区水文地貌关系正确DEM的建立与评价

本文以黄土丘陵沟壑第三副区的藉河流域为研究区,利用ANUDEM软件和1:5万地形图研究了水文地貌关系正确DEM的建立方法,从派生等高线与原始数字化等高线对比等方面对建立的DEM进行了质量评价。并且与传统TIN方法建立的不同水平分辨率的DEM做了比较。结果表明:由等高线、高程点、河流和陡崖线在ANUDEM5.1中生成的DEM质量优于由等高线、高程点和地形特征点用TIN方法生成的DEM。ANUDEM建立的DEM更能精确地反映水文地貌特征。在此基础上,研究了确定集水面积阈值的方法,通过在Arc/Info环境下运行AML程序自动提取了基于水文地貌关系正确DEM的流域特征。     

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.     

基于地性线分级的DEM信息量计算方法研究

主要对基于DEM提取的地性线进行信息量的定量分析,探讨地性线的信息量与分辨率、地形单元的关系。这个过程中首先利用河网的自相似理论研究与当前DEM所代表的地貌详细程度相适宜的地性线提取的阈值区间,并讨论此阈值下地性线的分级,以此为基础通过以该分级为权重进行DEM地形信息量的计算。实践证明,这种顾及地性线等级的DEM信息量计算方法能较准确地反映地性线的分布规律和不同等级的要素造成的信息量度量差异。     

机载LiDAR DEM在流域水文分析与模拟中的尺度效应

DEM数据是流域水文分析和模拟的基础,不同DEM分辨率尺度深刻影响着水文分析和水文过程模拟的结果。本文基于机载LiDAR获取的DEM数据,分析了不同分辨率LiDAR DEM在坡度提取、水文指数分析和流域特征参数提取中的差异及产生原因;基于SWAT分布式水文模型模拟研究了不同分辨率DEM数据的水文效应。研究结果表明：随着DEM分辨率的降低,坡度平均值减小,TWI平均值增大,SPI平均值减小,LSF均值先增大后减小,当分辨率为10 m时,LSF取得最大值;SWAT模型模拟结果表明,随分辨率的降低、坡度值的变小,地形湿度指数变大,蒸散发量增加,地表径流深减小,而土壤渗漏量与地下径流量则是先减小后增加,出现极值时DEM分辨率为10 m,与LSF出现极值时一致。     

一种利用地形曲率提取地形特征线算法

地形特征线是地貌形态的骨架线,主要包括山脊线、山谷线。本文深入分析和详尽阐述了利用水平曲率导数提取地形特征线算法,首先利用Evans-Young方法求取地形曲率,推导了水平曲率导数的计算公式,再利用三次曲面拟合的方法对水平曲率求导数,根据水平曲率及其导数值得到最终结果。并在不同分辨率的DEM数据上进行了实验,验证了算法的实用性和适用性。     

基于数字高程模型的混合流向算法

从数字高程模型提取的汇水网络和汇水区等信息是分布式水文模型及应用分析的基础参数,基于地表汇水模拟的算法是提取该类信息的主要方法,其中,水流方向的确定对提取结果有着直接的影响。单流向算法因其易于实现、易于确定上游汇水区等特性,得到了广泛应用,然而单流向算法在坡度平缓区域会产生不自然的平行径流,能模拟地表水流分散径流特点的多流向算法可以在一定程度上避免此问题,但多流向算法使得不同区域的汇水单元可能存在交叉。本文结合两类流向算法各自的优点和适用性,设计实现了一种混合流向算法,以期在不同的地形条件下模拟得到更加合理的水流分配。首先,使用基于模板的形态检测方法,在给定阈值的基础上,对数字地形进行了分类,DEM被划分为山谷、山脊、鞍部、缓坡和陡坡5类。对陡坡、山谷和山脊区域运用单流向算法;对缓坡和鞍部区域采用多流向算法确定径流方向并进行水量分配。本文选取了黄土地貌和中低山丘陵的两个流域作为研究区,利用并采用了30 m和90 m两个分辨率的DEM。本文研究将混合流向算法与现有其他算法的结果进行比较。相比于多流向算法,该算法结果中的分散效应受到明显的抑制,相比于单流向算法,非自然的平行径流也大幅减少。同时,混合流向算法在较大分辨率DEM上（30 m）改进效果更加明显。     

DEM数据谷地分维值的估算

提出了一种基于DEM数据的谷地分维估算方法,该方法以汇水量阈值为标度,基于谷地形态的自相似性确定汇水量的无标度区间,在无标度区间内通过谷底线长度与汇水量阈值的线性拟合计算谷地的长度分维,通过谷地平均分叉比与平均长度比的比值逼近谷地网络的结构分维值。实验表明,基于本文方法计算的谷地分维值符合不同地貌类型流域水系的形态结构特征。     

基于多源DEM的广西宁明县河网提取

以3种不同数据源和不同分辨率的DEM数据为基础,着重研究了不同数据源和分辨率对四级水系流域(县级区域)的河网提取的影响。实验表明,对四级水系及其支流的提取并不是分辨率越高越好。从提取的精度角度看,采用航空摄影测量方法得到的DEM的实验结果较为详细。而从分辨率来说,12.5 m分辨率的DEM最好。     

TIN-DEM与Hc-DEM插值方法比较分析

以研究区域水系流域为例,利用多种比例尺,采用不同分辨率的地形图,将Hc-DEM算法创建的DEM与基于TIN方法创建的DEM进行对比分析,并对基于这两种DEM的派生水系进行比较分析,从而反映两种DEM的质量和精度。通过比较分析得出,TIN-DEM插值方法提取结果易产生平行梳状水系,分辨率越低,这种现象就越显著;Hc-DEM插值方法能更有效、更准确地提取地形因子和水文特征因子。而TINDEM插值方法在河流信息缺失的情况下占有首选优势。     

四叉树与多种活动轮廓模型相结合的遥感影像水边线提取方法

通过对测地线活动轮廓(GAC)模型、Chan-Vese(CV)模型、局部二值拟合(LBF)模型的分析,将基于边缘和区域的活动轮廓模型以及基于四叉树的影像分割方法有机结合,提出了一种基于四叉树和多种活动轮廓模型的水边线提取方法。该方法首先对影像进行四叉树分割,为模型演化提供初始轮廓;然后利用CV模型的全局区域图像统计信息和LBF模型的局部区域图像统计信息构造新的符号压力函数,利用改进的符号压力函数代替GAC模型的边界停止函数,有效地改善了GAC模型提前停止演化和过度演化的问题;最后采用二值选择和高斯滤波正则化水平集方法(SBGFRLS)进行演化,避免了重新初始化和规则化,提高了水平集演化的效率。试验结果表明该方法对于包括弱边缘和严重凹陷边缘的水边线提取效果均良好,具有亚像素提取精度,并且提取速度快、稳定性好。     

淤泥质潮滩水边线提取的遥感研究及DEM构建——以长江口九段沙为例

淤泥质潮滩通常是测绘"盲区"。本文讨论采用多时相陆地卫星提取潮滩水边线以此构建潮滩数字高程模型(DEM)的方法。探讨在不同潮情条件下,各光谱波段对淤泥质潮滩水边线判断的敏感性,分析表明沙质海岸与淤泥质海岸水边线的确定方法有较大差别。采用了GIS技术对提取的水边线赋予相应的高程值,该值采用研究区附近潮位站理论潮位推算卫星过境的瞬时潮位值,以此构建潮滩DEM,与近期实测资料进行对比:在106.2 cm-358.6 cm高程范围内,二者相对误差<0.5 m的区域占总面积约70%,0.5～1.0 m为20%,>1.0 m占10%。遥感构建DEM作为一种手段对实测资料的欠缺是一种补充,随着遥感技术的发展精度有望提高。     

海岸带潮汐模型支持下的光束法区域网空中三角测量

针对海岸带和海岛(礁)稀少控制区域的摄影测量定位问题,结合海道测量学理论,提出了一种潮汐模型支持下的光束法区域网空中三角测量方法。该方法首先根据摄影时间利用精密潮汐模型计算摄影瞬间水边线上各点的高程值,然后引入水边线上这些高程已知的点,和其他控制点以及连接点一起参加平差,精确确定摄影时影像的空间方位。实验表明,该方法能够提高海岸带和海岛(礁)稀少控制区域岛(礁)、滩涂等要素的几何定位精度。     

山脊线和山谷线自动提取的一种新方法

针对当前山脊线和山谷线的提取都是从其几何特征或物理特征的单一方面进行研究和设计,不能够利用隐含在数字化资料中的山脊线和山谷线的有效信息的弊端;本文利用几何分析方法Douglas-Peuker提取山脊线和山谷线的特征点,并结合提取区域内地形概略的分水线和汇水线,用概略的分水线和汇水线对特征点进行识别、归类、顺序提取各条山脊线和山谷线,把山脊线的几何特性与物理特性结合起来,克服了各自的弊端。实践表明提取的山脊线和山谷线与实际基本符合。     

基于DTM的水边线遥感信息提取方法

水边线附近的高浊度悬沙及浅滩表层的残余水体是影响水边线信息提取的重要因素。在分析长江口区不同浓度水体与背景地物光谱特征的基础上，采用决策树分析方法进行水边线提取，在分类器的节点用水深信息作为约束条件，消除了水边线附近热流对热红外波段水边线提取的影响。同时，利用参考DTM及潮位信息实施了水边线的提取，此方法有效消除了表层残余水体对水边线提取的影响。最后运用统计学中自身一致性校验及平均偏移指数来评价提取结果。结果表明，两种方法的总体提取效果较好，精度令人满意。     

遥感影像的海岸线自动提取方法研究进展

海岸带是人类活动集中且容易受到破坏的区域之一,快速而准确地实现海岸线的提取对海岸带管理及海岸带演化研究具有十分重要的意义。遥感技术因其大范围、高效率、低成本等突出优势逐渐成为一种实现海岸线提取及监测其动态变化的方式,克服了传统海岸线测绘方法的时间周期长、劳动强度大等缺点。本文综述了近些年提出的基于遥感影像的海岸线自动提取方法的研究进展。首先给出了海岸线的定义与分类,阐明了瞬时水边线及真实海岸线提取两个阶段及具体的提取流程,重点论述了通过提取瞬时水边线,进而获取真实海岸线的阈值分割方法、边缘检测算子方法、活动轮廓模型方法、数据挖掘方法、多分辨分析方法、面向对象方法、极化方法及其他方法,分析和比较了各种方法的优缺点,阐述了海岸线校正原理及精度评价方式,并对下一步的研究工作进行了展望。     

基于动态水位的涉水距离和深度计算方法

涉水距离和深度计算是登陆决策分析中的重要内容。针对传统方法的不足,本文提出了一种基于动态水位的涉水距离和深度的计算方法。根据瞬时水位,动态地求定实时水线和登陆点之间的坡度,从而可动态地得到涉水距离和深度。实验证明,此方法与传统方法相比,所计算的涉水距离和深度在准确性上有明显提高。     

城镇地籍管理信息技术研究与实现

本文论述了建立了从地籍数据采集,到数据检查、编辑、入库、更新、维护等一套标准化、制度化、自动化的信息数据管理体系;采用关系型图属一体化空间数据库来储存、管理大城市的地籍空间和非空间数据;采用分片空间索引技术,解决了海量数据与速度之间的矛盾;办公自动化中应用WEBGIS技术直接查询相应的空间图形和属性,在数据量大的情况下,保持了较高的检索效率;开发建成了网络化、完整、不断维护更新的自动化地籍管理运行体系。     

数字地籍测绘实施中的技术问题

数字地籍测绘是目前土地管理部门的首选方案,需要制定街坊划分、界址线设定、工作底图与采集草图一体化作业、数据文件管理、街坊线、图斑的绘制等技术措施。     

Detecting coastline change from satellite images based on beach slope estimation in a tidal flat

Beach heights and tidal variation have large impacts on the accuracy of estimates of coastline position and its historical changes of a wider and flatter beach based on remote sensing data. This study presents an approach to analysis of waterline movement based on the beach slope, estimated from two effective images with Landsat images data. Two images acquired at different stages of the tide were processed to delineate accurately the position of the waterline. Then waterlines were assigned heights using elevations predicted by a two-dimensional non-linear tidal assimilation model. Beach slope can be calculated piecewise using the heighted shorelines based on the equiangular triangle theory. The positions of the national tidal height datum coastline can be obtained by the beach slope calculation method to accurately monitor the changing of coastline. A change in the coastline of the southwest tidal flat of the Yellow River delta, from Tianshuigou to the Xiaoqing River mouth, was detected by combining field measurements of profiles and bathymetric data. The root mean squared error (RMSE) of the calculated slope of the intertidal zone was one order of magnitude less than the measured slope. The minimum error of self-consistency check is 0.2%. The RMSE between the coastlines estimated by the proposed method and those surveyed data varies from 53.98 m to 217.72 m. It is shown that this method is more suitable for the two years and over the time scales of shoreline change monitoring. To assess erosion/accretion patterns in the tidal flat, and the controlling factors, the volume of the beach was investigated as a possible indicator. The accepted coastline position and changes in the beach volume were used to monitor the changing pattern of accretion and erosion along the coast southwest of the recent Yellow River mouth.