顾及空间特征的地形特征点提取方法

针对传统地形特征点提取方法未能全面顾及地形特征点空间特征的问题,该文提出一种顾及空间特征的地形特征点提取方法.该方法在系统分析地形特征点的空间分布差异性、空间耦合性、层次等级性的基础上,采用均值变点法确定适宜阈值,利用成熟的水文分析法提取沟谷线和山脊线.在此基础上,通过窗口分析、矢量分析等方法实现对山顶点、鞍部点、脊线源点、脊线交点、径流源点、径流节点、流域出水口点的有效提取和分级.以福建省九龙江支流吕凤溪流域30m空间分辨率数字高程模型进行实验.从目视解译、地形模型对比、分级适宜性3个角度对提取结果进行评价,同时分析了空间分辨率对地形特征点提取的影响.实验结果表明,所提方法能有效保证地形特征点提取结果的准确性,空间分辨率对地形特征点提取结果的总数目、最高级别和分级数目以及空间位置具有重要影响.     

基于 DEM 对喀斯特地貌山地及水系信息的提取--以桂林阳朔县为例

以30 m分辨率的SRTM－DEM数据为基础,通过GIS的空间分析功能,首先对数据进行坡度分析,通过坡度分级法将山地与平原划分,自动提取出山地的信息,再运用碎斑处理结合TM影像对结果进行修正;其次,在ArcGIS的水文分析（ Hydrology）模块下对 DEM进行数字地形分析,提取流域特征。经分析得到了研究区域的山地及河网特征信息,并与实际地形及河流水系大致吻合,改进了传统手工和野外调查为主的提取方法,初步实现了山地、水系信息的自动提取,为研究区域社会经济更好更快地发展具有一定的参考意义。     

空间剖分提取山顶点的方法

山顶点作为重要的地形特征要素,其提取方法一直是数字地形分析的重要研究内容之一。此处将水文模拟提取归结为空间剖分的一种,将山顶控制范围作为山顶提取的空间分布约束条件,提出一种基于空间剖分原理的山顶点提取方法。该方法根据山顶地形形态特征,分别通过水文模拟分析、等高线剖分来获取山顶影响区域与候选控制范围,通过确定山顶适宜控制范围来提取山顶点。以开县地区作为实验样区,通过该方法所得山顶点空间分布结果合理,符合传统山顶认知和地形形态特征。     

面向泥石流隐患调查的沟谷自动提取的方法研究

孕灾环境的地形地貌条件是泥石流灾害的一个重要因素,沟谷所在流域的地形特征能够有效反映泥石流发育的基本情况,从地形上提取的沟谷信息对泥石流灾害隐患的调查尤为重要。以居民区为出发点,基于高精度的DEM,运用数字地形和空间分析等技术进行软件开发,实现居住区附近沟谷的快速自动提取。选择3个实验区域,与人工勾绘的沟谷主干在数量和空间位置两方面的精度进行对比验证,分别为81.76%和91.33%,验证了其有效性。该方法快速高效,解决了全省范围内大规模数据生产的技术难题,已应用于全省范围的沟谷数据生产,成果已用于福建省1∶50 000地质灾害调查与风险评价项目。     

青藏高原景观空间格局的特征研究

大尺度的景观空间格局分析是目前景观生态学研究的热点,然而针对青藏高原独特的地形地貌和高寒地区生态系统,选取怎样的角度研究其景观空间格局特征是很少有人关注的。本文以2010年西部测图数据为主要数据源,以GIS为研究平台,提出以流域作为研究单元提取景观指标的方法,运用景观生态学原理,进行青藏高原景观空间格局特征研究,并探索景观格局指数与地形因子之间的相关性。结果表明该方法能够反映青藏高原特殊地形和气候下的景观空间格局特征,便于生态景观规划及保护。     

恐龙谷南缘微地貌地形特征要素提取及分析

地形特征信息是地学研究中的重要依据,用于描述地形变化的总体样貌,决定了基础地形地貌形态特征。本文对禄丰恐龙谷南缘环状微地貌的地形特征进行提取及分析。首先,采用无人机测量技术获取测区影像数据,通过影像数据处理构建测区0.5 m分辨率的DOM数据与点云数据,并基于TerraSolid软件平台搭建滤波规则对点云数据进行分类、抽稀压缩处理,提取测区地面点,以地面点数据为基础数据构建测区2 m分辨率的DEM;然后,通过叠加ArcGIS空间分析中最大值提取与正负地形提取,完成地形特征点的提取分析;并结合ArcGIS中水文分析、平面曲率与坡型组合的方法,完成地形特征线提取分析;最后,在eCognition 9.0中通过面向对象的方法,实现地形面状特征提取。试验结果表明：①提取鞍部点的最佳分析窗口为11×11。②通过鞍部点位及两种方法提取脊—谷线,其中水文分析提取脊线更为细致,整体连贯性更为突出且从山体两侧脊线分布密集,试验区山体崎岖处提取鞍部点,即说明恐龙谷南缘整体受亚热带低纬度高原季风气候影响,山体受一定程度风化侵蚀。③恐龙谷南缘地形面状特征中裸岩、裸地两者面积占比较大,两者相加后占测区总面积64.2%,结合实地干湿分明的气候特点和实际勘察植被相对低矮的特征,在一定程度上说明该区域表层土壤疏松,需注意水土流失引起的生态问题。     

多元特征线遥感识别的滩涂DEM构建

针对水边线复合技术反演滩涂地形误差较大、经济成本较高等问题,提出了基于植被边线、冲淤痕迹线、水边线等多元特征线结合实测数据反演滩涂地形的遥感测量方法。以崇明东滩为研究对象,应用遥感技术提取水边线、植被边界线及冲淤痕迹线等多元特征线,利用实测数据拟合趋势线方法对边线高程赋值,并借助GIS空间分析技术将具有高程信息的特征线作为基础数据空间插值法构建滩涂DEM。最后,利用1∶1万地形图及实测数据对DEM反演结果进行质量评价。结果表明:该方法构建DEM影像数量需求少、时间跨度短、成本低、反演结果符合滩涂地形基本规律,垂直精度约为12 cm,研究结果对于滩涂冲淤变化及演变规律分析等研究具有重要的参考价值。     

地形数据库地形信息容量分析研究

目前,我国多尺度DEM数据库建设已基本完成,面对海量地形数据,如何测度空间数据信息特征已成为我国地学研究中的核心问题。以陕西省黄土高原及其它典型地貌区域为研究对象,通过对DEM数据信息测度标准TIP的提取,获得陕西省TIP模型,实现对陕西省地形复杂度分析,并对其空间分布特征和信息损失变化关系等问题进行了初步探讨。为我国地形数据库地形信息测度标准的制定提供了重要依据。     

利用局部Moran’s I指数进行DEM地形简化

地形简化是构建多尺度DEM数据库的重要技术。基于DEM地形数据空间自相关特征,提出了一种利用Moran’s I指数的DEM简化方案,即在计算DEM格网单元局部Moran’s I指数的基础上,通过设定阈值提取候选地形特征点,进而重构结果 DEM。以黄土丘陵沟壑区为实验样区,将重要点法作为对比算法,从候选特征点分布、高程统计参数、地形结构特征等方面,对该方法的地形简化效果进行了分析。实验结果表明,基于地形空间自相关特征的DEM地形简化方法原理明确,技术方案易于实现,执行效率高,相对于重要点VIP地形简化算法,重构DEM能较好地保持地形的结构特征。     

输电线路的数字微地形自动提取方法

微地形是输电线路工程安全运行、电线积冰风险区划和线路建设期能耗计算等工作的重要基础,实现输电线路微地形的合理提取是复杂地形条件下电网工程建设的前提与保证。针对传统输电线路微地形提取存在决策知识模糊、主观因素影响大和缺少定量提取指标等问题,依据规程中微地形分类体系,提出了以地形位置指数、坡度、相对高程和水体距离为特征因子的组合表达输电线路微地形提取决策方案,利用数字地形分析技术建立了输电线路微地形自动提取方法。以2012—2018年某电网公司9条输电线路域栅格数字高程模型数据进行提取实验,实验结果与分析表明,所提方法能够有效提取垭口地形、高山地形、抬升地形、峡谷地形和水汽地形5类典型输电线路微地形,且揭示了微地形分布与线路灾害发生的相关性,可为电网建设可行性论证、线路精细化设计等提供技术支持。     

湖南省恩口煤矿区茅口灰岩岩溶发育程度的遥感信息分析

本文利用宏观综合、高度概括的遥感影像信息,结合恩口煤矿区有关水文地质资料,分析了该地影响地表岩溶发育的主要因素,阐述了岩性、构造、水文地质条件与岩溶地貌的影像特征,进而提出了岩溶发育程度的综合解译标志,并指出这种定性解译可作为岩溶发育程度定量调查的基础。     

石油天然气管线信息可视化实现

随着地理空间信息技术、计算机技术的发展,GIS以其强大的分析功能应用于各类工程项目中。本文论述了怎样利用GIS的空间分析功能,实现陕京津石油天然气输配气二期工程管线信息的可视化,从而改变了传统的手工图纸标绘方法,并通过运用直观形象、颜色逼真的立体地貌效果,提高了用户对石油天然气管线信息的了解与掌握,有助于决策者正确合理地进行管线维修、管理、设计等方面的决策。     

基于GeoMap的坡度坡向分析

紧密结合等高线的空间数据库和属性数据库,在对等高线进行离散的基础上,研究了不同方法在计算坡度坡向的特点,通过趋势面对任意点邻域进行拟合以及对GeoM ap的二次开发基础上,利用任意点的纵向和横向相邻单元的高程,求出该点的坡度值,并且在确定坡向时要顾及实际的地形情况。结果表明该算法不但精度高,而且计算效率相对与其他算法而言也是高的。     

Simple DEM-Based Methods to Delineate Channel Networks for Hydrogeomorphological Mapping

To delineate channel networks from DEMs regardless of landform type, this article proposes a new method using slope-weighted flow accumulation. To validate the method, SRTM-3, a global DEM dataset with a resolution of approximately 90 m, was used for analysis of the Loess Plateau, China. Channel networks delineated with and without slope-weighted flow accumulation were derived in both uplands and hilly lands for comparison. In the weighted flow accumulation method, the thresholds for delineating the channels were defined by detecting a turning point in the frequency distribution of the weighted flow accumulation function or by visual similarity with drainage channels extracted from topographic maps. The channel networks delineated with weighting showed closer correlation with a topographic map than the channel networks without weighting, despite the differences in thresholds. Moreover, the channel networks delineated with weighting represented the differences between landform types, while the channel networks without weighting did not. Weighting on the basis of the slope angle shows promise as a general channel delineation method which reflects the actual topography due to its hydrogeomorphological functions.     

栅格DEM坡体因子融合方法北大核心CSCD

坡体是自然地形实体的基本组成单元,利用综合性坡体因子分析和挖掘地形隐含信息,有助于区域地形地貌分析及规划利用。本文针对当前坡体综合表达因子(LS)未顾及坡宽因子的缺陷,采用归一化几何运算法将坡长(L)、坡度(S)、坡宽(W)进行融合,获取了一种新的坡体融合因子LSW。以DEM为数据源、黄土高原某小流域局部范围为典型研究区,在提取L、S、W及LS因子的基础上,分别以L×S×W、L+S+W、LS×W及LS+W共4种方式进行融合试验。结果表明,L+S+W融合方式获取的坡体LSW因子标准差矩阵均值最小,为0.234 4,有效平衡了各单地形因子对融合坡体因子LSW的贡献度,信息熵值计算分析也实证了L+S+W融合方式具有最优性。     

航天遥感技术在叶尔羌河中下游地区Au、Cu等多金属矿找矿有利地段预测中的应用研究

板块构造成矿理论认为西昆仑叶尔羌河中下游地区属于Ａｕ、Ｃｕ及多金属矿成矿远景区,但因其野外地质条件恶劣,交通状况差,地质勘探极其困难而影响了找矿工作的深入开展,为此我们利用航天遥感技术的优势进行了找矿有利地段预测研究。在研究中首先对区域地质遥感影像特征进行了综合分析,并根据板块构造成矿理论对矿化作用进行了空间划分和成矿条件总结。在此基础上,通过成矿相关影像特征信息的提取,圈定出Ａｕ、Ｃｕ及多金属矿成矿有利地段。     

基于ArcGIS的地形分析与地貌可视化系统设计

利用Arc/Info工具型地理信息系统软件平台,结合AML语言设计了地形可视化和分析系统,并阐述了其主要功能模块和系统框架。为了更加逼真地显示地形起伏特征,改进了Arc/Info的某些显示功能。     

航天遥感技术在叶尔羌河中下游地区Au、Cu等多金属矿找矿有利地段预测中的应用研究

板块构造成矿理论认为西昆仑叶尔羌河中下游地区属于Au、Cu及多金属矿成矿远景区,但因其野外地质条件恶劣,交通状况差,地质勘探极其困难而影响了找矿工作的深入开展,为此我们利用航天遥感技术的优势进行了找矿有利地段预测研究。在研究中首先对区域地质遥感影像特征进行了综合分析,并根据板块构造成矿理论对矿化作用进行了空间划分和成矿条件总结。在此基础上,通过成矿相关影像特征信息的提取,圈定出Au、Cu及多金属矿成矿有利地段。     

我国区域地貌数字地形分析研究进展

区域地貌研究是区域地理研究不可分割的重要组成部分。传统的基于DEM的数字地形分析方法,虽能较好提取各种地形定量因子,但由于分析算法的局限,很难实现对一个特定区域地貌的宏观形态特征与成因机理进行定量的分析。为此,近年来我国学者在该领域进行了系统的探索与创新实践,基于国家基础地形数据库多尺度、高精度的DEM数据,开展了基于DEM的区域地貌形态特征、地貌发育演化特征的研究。通过宏观形态指标分析法、地形特征要素分析法、地形信息图谱分析法等一系列方法,实现了对区域的地貌形态特征提取与分类、分区制图,取得了一批有重要国际影响的研究成果。在全国尺度以及黄土高原、青藏高原、西南喀斯特地区和月表月貌的区域数字地形分析方面,更彰显出研究的特色和优势。