基于直方图匹配的地面坡谱尺度下推模型研究——以陕北韭园沟样区为例

建立坡谱的尺度下推模型,有利于揭示地面坡谱的尺度依赖性.以5 m、25 m两种分辨率DEM为实验数据,应用遥感数字图像处理中直方图匹配的原理,对两种分辨率DEM获得的坡谱进行尺度下推.实验采用按不同Douglas压缩阈值(不同简化程度)得到的5 m、25 m两种分辨率的DEM数据,获得不同压缩阈值的DEM坡谱下推模型系数与地形因子之间的关系,最终建立两种分辨率DEM数据的坡谱尺度下推模型.将这种方法在陕北黄土丘陵沟壑区韭园沟样区进行验正,同时将模拟结果与原始5 m分辨率DEM数据所得的坡谱进行比较,试验结果表明,该模型能够比较理想的将25 m分辨率DEM的坡谱直接转换为5 m分辨率DEM的坡谱,方法简单易行,精度良好.     

利用多时相Landsat影像生成白洋淀湖底DEM的研究

该文使用多时相Landsat影像,以白洋淀地区为例,阐述基于中等分辨率的可见光—近红外遥感影像生成具有较高精度数字高程模型的非常规方法。对覆盖同一研究区的不同时相影像分别进行淹没区与非淹没区的分类,提取不同水位高度时的水域边界,并以此为相应水位高度的等高线,对获得的等高线进行插值生成数字高程模型(DEM)。这种由一系列遥感影像提取的水域图生成数字高程模型的方法适用于人为干预较少、地形相对简单的湿地或季节性湖泊,可以弥补该类地区数字高程信息不足或精度不够的缺陷。     

基于球面DQG的矢量与地形数据无缝集成

现有的全球大规模空间数据可视化系统主要侧重于影像和地形数据的综合表达,针对矢量与地形的集成可视化能力相对较弱。该文以球面退化四叉树格网(Degenerate Quad-tree Grids,DQG)为基础,通过DQG格网的三角化过程构建了地表DEM模型,并提出了从矢量线对象到地形格网表面的映射方法。采用GTOPO30数据集和国界矢量数据进行了相关实验,结果表明:该方法能实现矢量数据与多分辨率DEM的无缝集成,并能有效地避免矢量对象"悬浮"和"入地"等现象。     

基于QuickBird影像生成菲尔德斯半岛数字正射影像图及其精度评价

南极菲尔德斯半岛地区是世界各国进行极地科学考察的重要地区,该地区的高精度数字正射影像图(DOM)给极地考察提供了重要的信息支持。由于受地面控制点数量、分布以及DEM精度的影响,该地区已获取的数字正射影像图精度不能满足高精度应用需求。对此,本文讨论了利用QuickBird影像制作该地区数字正射影像图的方法,基于QuickBird影像,利用中国第25次南极考察队采集的地面控制点对正射纠正模型进行修正,并结合1∶20000比例尺地形图提取的DEM对影像进行投影差改正。误差分析表明,纠正后影像平面精度优于1m,满足1∶5000比例尺遥感平面图制图要求。     

雪崩灾害的遥感量化分析与工程选线

为评估雪崩灾害对道路工程方案的影响与危害,基于多时相高分辨率IKONOS卫星立体图像或机载激光雷达数据生成雪崩灾害区域高密度、高精度数字地面模型(DEM)与高分辨率数字正射影像(DOM),自动提取雪崩灾害的成灾与孕灾因子,并进行量化动态分析,采用层次分析法构建雪崩灾害加权评估模型,实现工程选址及方案比选与优化设计.该方法在西藏墨脱公路的应用表明,雪崩灾害的遥感量化分析与评估,全面、准确地对区域雪崩灾害进行了定性与定量分析,科学、合理地确定了工程方案.     

SWIM水文模型的DEM尺度效应

数字高程模型(DEM)极大地促进了分布式流域水文模型的快速发展。本文引入SWIM水文模型,以淮河上游长台关地区为研究区,将15种不同分辨率DEM数据输入水文模型,分析DEM分辨率对径流模拟的影响,并探讨最佳DEM分辨率选取及DEM分辨率对流域地形参数与径流模拟影响等问题。研究表明:(1)研究区水文模拟效果较理想DEM分辨率在90～120m之间,采用栅格面积与流域面积比值(G/A)小于0.05和"thousandmillion"经验公式作为DEM选取参考等均适用;(2)DEM分辨率下降,水文模拟纳希效率系数呈波动下降,分辨率超过250m后,虽纳希效率系数有所提高,但此时DEM已不能刻画真实流域特征从而造成假象;(3)15种分辨率DEM在水文极端事件模拟上差异较大,高纳希效率系数时不能较好地反映水文极端事件,尤其是峰值,而在枯水期15种DEM水文模拟效果均较好,DEM分辨率降低导致水文模型对降水等反应敏感。     

基于DEM的数字流域特征提取研究进展

数字高程模型(DEM)是地表形态高程属性的数字化表达,利用流域DEM数据构建数字水系模型并提取流域水文特征,是分布式水文过程模拟的重要基础。DEM中闭合洼地和平坦区域的处理、流向的确定以及DEM分辨率的大小都直接影响着流域水系特征提取的质量与效率。针对当前基于DEM提取河网与流域特征的诸多问题,阐述了DEM数据提取流域水系特征的原理,回顾了数字水系模型与流域特征提取方法,评述了洼地和平地的处理方法及水流方向的确定方法的研究进展,介绍了当前基于不同DEM数据类型的提取方法研究,探讨了DEM尺度和分辨率对提取流域特征的影响,总结了平缓区域数字水系和河网提取的研究进展。     

CASC2D-SED模型的DEM尺度效应

DEM分辨率深刻影响着以地形为基础的分布式水文过程模拟。以砒砂岩区二老虎沟小流域一个子沟为研究对象,通过无人机航测获得研究区DEM和影像,使用ArcGIS的栅格重采样方法和水文分析工具获得2~20m范围内11种分辨率的DEM、土地利用类型数据、土壤类型数据和河网数据,将相关数据输入CASC2D-SED模型,探讨不同的DEM分辨率在高分辨率区间对水文过程模拟的影响。研究表明:1)洪峰流量和模拟径流量均随DEM分辨率的降低呈波动上升;2)在2~3m和4~20m两个DEM分辨率区间水文过程线差别较大,而在4~20m范围内水文过程线变化不大;3)DEM分辨率对模型参数有重要影响,一定的DEM分辨率区间可以共用相同的水文参数,超过这个区间则必须重新率定;4)DEM分辨率增加使水文模拟效率降低。     

南极数字高程模型研究进展

本文首先结合卫星测高技术的发展,回顾了20多年来南极数字高程模型(DEM)研究发展的历史,并重点介绍了为处理Radarsat南极测图计划(RAMP)SAR影像进行地面验证而制作的高精度RAMP/DEM的构建过程。然后,介绍了南极局部地区,尤其是我国利用地面实测数据及遥感数据在南极地区进行DEM研究的状况。最后,结合冰、云和陆地高程卫星(ICESat)的研究进展,对最新的南极DEM研究进行了展望。     

多源信息复合NOAA影像在大尺度景观制图中的应用——以中国东北区为例

以中国东北区为例,基于GIS和RS技术,探讨应用NOAA/AVHRR数据编制景观类型图过程中如何提高制图精度。采用多源信息复合NOAA/AVHRR影像分类方法,复合影像分为:1)数字地学综合影像,由年均降水、≥10℃活动积温和数字高程模型(DEM)叠加而成,主要考虑了植被受气候以及地形的影响;2)NOAA/AVHRR四季累加影像的第一主成分影像,在一定程度上去除了多波段NOAA数据冗余;3)NOAA/AVHRR四季NDVI累加值影像,突出了植被信息。将研究区景观(土地)类型进行二级划分,其中一级划分为6大类,二级划分为16类,结果与研究区实际情况基本相符,分类精度达70%。     

月面形貌仿真设计及在嫦娥三号任务中的应用

月面形貌仿真可以为嫦娥三号着陆前地形建立及视觉导航仿真测试提供逼真的三维月面环境。利用分形随机算法并结合月面撞击坑与石块的数学分布模型,在实现月面数字地形的基础上利用纹理映射和纹理融合的方法为月面地形添加纹理,完成了月面逼真三维环境的构建。结合导航相机的外方位元素和光照条件,实现了对该仿真月面环境的模拟环拍,支撑了嫦娥三号发射前月球车导航相机数据获取、地形建立、通行代价图计算、月球车路径规划等遥操作任务过程仿真测试。测试结果表明,仿真月面三维地形具有良好的视觉效果,满足了巡视器导航相机测试验证对精细月面地形和纹理的需求,为导航相机测试验证提供了有效的月面形貌仿真数据。     

一种快速地形纹理生成和虚拟漫游方法

复杂场景的大范围、高分辨率纹理的快速漫游是虚拟现实、GIS、仿真等领域的关键技术与难点。DEM是对地形地貌的数字描述和模拟,利用DEM数据生成可视化地形,可以更好的描述特定区域的地形特征,通过对特定区域中模型的纹理生成和映射,配合光照、大气等区域内自然场景的建模技术,可生成较为逼真的真实场景。基于OpenGL编程进行DEM地形可视化是实现地形实时漫游的方法之一,利用层次细节模型降低场景复杂度以提高漫游帧速率是该类系统中的常用方法,由于场景复杂度问题,不同的系统在具体算法实现中采用的方法也不尽相同。本文以一个虚拟校园为例,针对DEM数据转换和LOD模型面临的问题,给出了特定场景的LOD模型数据处理思想和纹理快速纹理生成、匹配、映射算法。同时给出虚拟实时漫游中第一人称漫游和飞行漫游的一般方法,讨论了在Windows环境下使用OpenGL进行虚拟漫游的基本步骤。提出了一种新的根据场景特点快速生成和映射纹理途径。结果表明,该方法在保证真实感条件情况下达到了满意的实时漫游效果。     

基于低空摄影高精度数字高程模型(DEM)的风沙草滩特征及稳定性评价

基于无人机低空摄影测量获取到的高分辨率数字正射影像图/数字高程模型（DOM/DEM），选取榆林榆阳区岔河则乡附近一片较为典型的风沙草滩为研究区，分别对沙丘地形因子（坡度、地形起伏度、地表粗糙度、剖面曲率）、斑块形状指数及植被覆盖度进行提取并构建稳定性评价体系，然后利用GIS空间分析功能对该区域内的沙丘稳定性进行了评价。结果表明：（1）无人机航测以便捷高效的特点，可生成高精度地形数据并实现小尺度沙丘地形特征提取；（2）在人工飞播固沙和风沙缓慢侵蚀的双重作用下，研究区已体现出较为稳定的风沙草滩区特有地貌环境特征；（3）该区域已经拥有一定程度的抵抗力稳定性，但不具备恢复力稳定性。     

组件式三维GIS技术及应用研究

组件化是地理信息系统软件开发的发展方向，而三维可视化是地理信息系统的核心技术之一。文章就三维地理信息系统开发中的关键技术进行了研究，如：三维场景综合建模平台、地形模型的建模和处理、地物模型的建模和处理、地物模型与地形模型融合、基于矢量地图数据生成地表纹理、视景数据动态管理等。并运用开发的系统对河南省新密市古城寨遗址进行了模拟。     

3DCM的几何与纹理数据一体化管理方法研究

建设三维城市模型(3DCM)首先需要建立场景所需的海量地形地物空间数据库,从而有效组织三维实体数据来满足大范围高精度场景实时绘制的要求.该文提出一种以三维空间实体为单位的基于关系数据库(RDBMS)的3DCM的几何与纹理数据一体化管理方法.采用Direct3D 9.O三维开发平台、C#编程语言实现了3DCM空间数据库模型管理系统.实验证明:该系统在效率、安全、网络多用户访问方面都优于传统基于文件的管理模式,满足了大范围3DCM海量模型数据管理与应用需求.     

High-resolution mass spectrometric characterization of dissolved organic matter from warm and cold periods in the NEEM ice core

Dissolved organic matter(DOM) is an important component of ice cores but is currently poorly characterized. DOM from one Holocene sample(HS, aged at 1600–4500 B.P.) and one Last Glacial Maximum sample(LS, aged at 21000–25000 B.P.) from the North Greenland Eemian Ice Drilling(NEEM) ice core were analyzed by ultra-high resolution Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry(FT-ICR-MS). CHO compounds contributed 50% of the compounds identified in negative-ionization mode in these two samples, with significant contributions from organic N, S, and P compounds, likely suggesting that marine DOM was an important source in these samples. Overall, the chemical compositions are similar between these two samples, suggesting their consistent DOM sources. However, subtle differences in the DOM between these two samples are apparent and could indicate differences in source strength or chemistry occurring through both pre-and post-depositional processes. For example, higher relative amounts of condensed carbon compounds in the HS DOM(5%), compared to the LS DOM(2%), suggest potentially important contributions from terrestrial sources. Greater incorporation of P in the observed DOM in the LS DOM(22%), compared to the HS DOM(13%), indicate more active microbiological processes that likely contribute to phosphorus incorporation into the DOM pool. Although these two samples present only a preliminary analysis of DOM in glacial/interglacial periods, the data indicate a need to expand the analysis into a broader range of ice-core samples, geographical locations, and glacial/interglacial periods.     

The Valley of Chin lee

Abstract

This paper is concerned with an instructional design for the teaching of landform geography. A sequence of organizational problems is examined and suggestions made from a previous study of the southern peninsula of Michigan. Considerations of grid design, selection of terrain parameters, and the problem of regional definitions are assessed from both the historic point of view and the results of the pilot study. Of three basic landform parameters, i.e., average elevations, local relief, and average slope, the single criterion of elevation is advocated for the detection of regional homogeniety over large topographic surfaces. However, the use of local relief as a measure of surface texture is proposed for the delineation of individual terrain compartments. Suggested for all age levels above the elementary school, this project is a feasible design for an oft-neglected aspect of physical geography.     

基于正射影像匹配的地形变化检测与更新算法

利用新时期的航空影像和旧时期的DEM,基于正射影像匹配的相关理论,提出了地形变化检测和数据更新的自动化算法,该算法能够利用两个时期的未变化信息进行控制,避免了传统的定向过程,极大减少了人工编辑,能够同时得到变化检测的结果、更新后的DEM和DOM。实验结果证明了该算法的实用性和高效性。     

遥感影像三维地形建模技术探讨——以昆明市为例

以昆明市为例，利用1：50000纸质地形图在ArcGIS中完成等高线矢量化，并在ERDAS中建立高精度的DEM数据。再采用ETM＋影像制作的昆明市正射影像作为三维表面的纹理信息，应用ERDAS IMAGINE8．7的VirtualGIS模块，在相同的投影坐标系统下，将数字高程模型（DEM）数据与遥感正射影像进行叠加实现了昆明市的三维地形可视化。