基于面向对象的黄土丘陵沟壑区梯田信息提取研究

研究区位于黄土丘陵沟壑区第二副区的彭阳县,以国产GF-2影像为数据源,首先按地形复杂度生态分区,选取4个典型试验区;其次应用多尺度分割和光谱差异分割相结合的方法,对试验区影像进行分割;然后重点基于面向对象分类方法,实现梯田信息的自动提取;最后采用参考对象一致性误差(OCE)分割评价准则,以目视解译结果为参考对象,对梯田提取结果进行精度评价。结果表明,基于面向对象分类,不同生态分区遥感影像在最优分割阈值时,梯田信息自动提取精度均达到65%以上,结合后期处理,可以高效、准确地从国产GF-2影像中提取复杂地貌区的梯田及空间分布等相关信息,为黄土丘陵沟壑区农业生产规划、水土流失防治提供基础数据,也提供了新的思路和合理的技术方法。     

数字地形分析与地形三维可视化表达研究

数字地形分析是基于数字高程模型(DEM)进行地形分析的一种数字分析技术,是常规纸质地图分析、DEM应用范围的拓广和延伸。地形的可视化表达是地形地貌、景观建模、地形分析等领域的基本技术手段之一,通过和地形分析技术的有机结合,可使地形的表达更加逼真形象。本文简要论述了数字地形分析的基本内容和原理,总结归纳了地形三维可视化表达的相关模型。     

黄土丘陵沟壑区地形分类方法的研究

根据黄土丘陵沟壑区的地形特征,将其地形分为梁峁地、沟坡地、沟底地三大类。本文提出了一种利用规则格网DEM,依据正负地形指数、剖面曲率、坡度等因子对黄土丘陵沟壑区进行地形分类的算法。该算法易于实现,自动化程度高。通过实验分析可知得到的结果能较准确表示实际地形,分类结果能满足大中尺度研究的需要。     

基于DTM的黄土丘陵沟壑区太阳辐射值计算模型及应用研究

以地形特征及周围地形遮蔽状况、经纬度位置等作为太阳辐射空间分布差异的变量，在地理信息系统（GIS）支持下，建立黄土丘陵沟壑区数字高程模型（DTM）和太阳辐射值计算模型，并实现理论太阳辐射值空间分布的可视化表达。     

地形描绘方法在黄土丘陵沟壑地区的应用

本文探讨了地形描绘方法在地学中的应用效果。通过在山西黄土丘陵沟壑地区描绘河流沟网分布的多种比较计算可知,利用数字高程模型,用离散余弦变换进行小分面拟合以及导数分析,并注意选择适当小的拟合分面和在可能条件下提高信息源的分辨率,就可以得到较好的结果。这项工作对于产生地理信息系统数字地形模型的派生数据源是有意义的。     

引入改进Snake模型的黄土地形沟沿线连接算法

提出了一种利用坡面汇流改进的Snake模型实现黄土地貌沟沿线栅格点自动连接的新方法。该方法基于高分辨率DEM数据,利用正负地形边界处坡度转折特征,识别沟沿线点,进而用坡面汇流方向场改进了Snake模型中的梯度矢量流场,指引分水线缓冲曲线向沟沿线点蠕移,达到有序连接沟沿线点从而实现正、负地形的自动分割的目的。对比实验结果表明,该方法所识别的黄土沟沿线较好地逼近真实的地形特征。     

6种坡度提取算法的应用范围分析——以在黄土丘陵沟壑区的研究为例

分析了不同算法所提取坡度的最大值、标准差、坡度的分级面积数据、坡度提取所耗费的机器时间,提出在黄土丘陵沟壑区选用三阶反距离平方权差分和三阶反距离权差分算法较为合理。     

数字地形分析原理及三维GIS系统实现

本文从DEM基本理论和由DEM衍生的数字地形分析方法两个方面对数字地形分析原理进行总结、概述。并设计一个三维WebGIS系统对数字地形分析的典型方法进行应用实现,在三维平台中实现坡度坡向、地形剖面、淹没分析等常用的数字地形分析运算,为其他专业领域提供直观、实用的地形地貌信息和分析应用环境。     

复杂地形下太阳辐射计算工具的开发与验证

借鉴国内外利用DEM计算复杂地形下太阳辐射的模式,开发了一种运用ArcGIS 10.0支持的Add-In插件开发模式,计算复杂地形下太阳辐射的新的工具。利用该工具计算了黑河上游山区2011年全年的日太阳辐射值,并与ArcGIS本身的太阳辐射计算工具运算结果以及位于黑河上游葫芦沟流域的3个气象站点2011年的太阳辐射实测数据进行了比较分析。结果表明,该工具可很好地模拟太阳辐射的时空变异,且运算结果明显优于ArcGIS本身的太阳辐射计算工具。     

基于赋值技术的地形分析及应用

测绘部门的地形图数据大部分是以AutoCAD数据格式存储,不支持属性数据查询,更不能实现地形分析.AutoCAD数据与MapInfo数据之间的通过MapInfo,Vertiical Mapper,MapBasic结合以及赋值技术运用,实现矢量数据与栅格数据的相互转换进而实现地形分析.     

浙西低山丘陵区景观格局变化的高程分异研究——以桐庐县为例

国内外学者对于景观格局的地形分异研究,经历了从景观类型分布高程差异到景观指数高程分异研究的过程,目前处在景观格局静态地形分异阶段。本文利用浙江西部桐庐县1996、2004的土地利用现状图和DEM数据,对其1996-2004年景观格局动态演变特征的高程分异规律进行研究。研究对桐庐县1996、2004年的土地利用现状图进行处理获得景观类型分布图,通过1∶10000的DEM数据的分带操作,生成不同高程带的景观类型分布图。选取斑块密度、景观形状指数、分维数、破碎度、香农多样性指数、香农均匀度指数等景观格局指数,并在ArcGIS和Fragstats的支持下,计算出各带两个年份的景观格局指数并作对比分析。结果表明:研究区景观格局演变具有明显的高程分异特征,不仅表现为景观类型分布的变化与高程变化相关,而且体现在景观格局指数的变化值随高程上升而增减的趋势也有一定的规律性:景观水平上所有指数变化的剧烈程度大致与高程呈负相关关系,景观类型水平上各景观类型的破碎度、和斑块密度变化程度随海拔升高趋于缓和。     

Determination of complexity factor and its relationship with accuracy of representation for DEM terrain

Based on the estimating rule of the normal vector angles between two adjacent terrain units, we use the concept of terrain complexity factor to quantify the terrain complexity of DEM, and then the formula of terrain complexity factor in Raster DEM and TIN DEM is deduced theoretically. In order to make clear how the terrain complexity factor E _CF and the average elevation h affect the accuracy of DEM terrain representation RMSE _Et , the formula of Gauss synthetical surface is applied to simulate several real terrain surfaces, each of which has different terrain complexity. Through the statistical analysis of linear regression in simulation data, the linear equation between accuracy of DEM terrain representation RMSE _Et , terrain complexity factor E _CF and the average elevation h is achieved. A new method is provided to estimate the accuracy of DEM terrain representation RMSE _Et with a certain terrain complexity and it gives convincing theoretical evidence for DEM production and the corresponding error research in the future.     

不规则三角网(TIN)在流域坡面汇流分析中的应用

数字高积模型（DEM）的地形解析能力在提取地貌特征中的应用已经十分广泛，流域的坡面汇流分析及径流的数字模拟工作也随之展开。但是目前分析中常用的方格网络模型、等高线网络模型和不规则三角网络模型在应用中都存在着很大的缺陷，因此本文提出了一种融合方格网络和等高线网络的DEM－TIN网络模型，该模型具有上述三种模型的优点。同时以DEM数据和数字线划图（DLG）为基础，设计了这种模型的简易生成算法。     

基于DEM的龙口市土地利用空间格局与时空变化研究

本文以龙口市为例,在ARCG IS软件的支持下,分别从高程、坡度与坡向三个方面,对研究区内的耕地、园地、林地和建设用地四种土地利用类型,进行了空间格局与时空变化研究。研究结果表明:从1989年到2005年的17年间,耕地总数在减少,但其分布仍主要集中于低地形等级上。园地的面积增加较多,空间分布上,有向地形高等级发展的趋势,说明园地对各地形因子的适应性较强。林地主要分布于高海拔,大坡度的区域,这有利于防止水土流失。建设用地基本上不受地形的限制,其分布主要是人类活动的结果,因此它在各地形等级的变化表现不明显。通过对土地利用空间格局指标及参数特征的定量分析,将有助于优化该区土地利用结构,实现不同地形上土地利用类型的合理布局,促进区域持续发展。     

A case study of using external DEM in InSAR DEM generation

Synthetic aperture radar interferometry (InSAR) has been used as an innovative technique for digital elevation model (DEM) and topographic map generation. In this paper, external DEMs are used for InSAR DEM generation to reduce the errors in data processing. The DEMs generated from repeat-pass InSAR are compared. For steep slopes and severe changes in topography, phase unwrapping quality can be improved by subtracting the phase calculated from an external DEM. It is affirmative that the absolute height accuracy of the InSAR DEM is improved by using external DEM. The data processing was undertaken without the use of ground control points and other manual operation.     

基于LRIS-3D建立高分辨率DEM的方法及对比研究

在基于LRIS-3D系统建立高分辨率DEM基础上,以黄土高原丘陵沟壑区桥沟小流域为对象,利用GIS工具,以三维激光扫描系统扫描数据为基础数据,研究基于DEM的数字地形特征和水文特征的提取与分析方法。研究结果表明：与普通DEM相比,高分辨率DEM提取研究区平均坡度变小、坡度标准差变大,总体地形向平坦转化,坡面曲率增大,沟壑密度增大,更详细地描述了地表特征。对流域水文过程分析、特别是对流域汇流的参数确定及汇流模型的建立有积极作用。     

基于DEM的流域地形因子提取与量化关系研究——以陕北黄土高原的实验为例

地貌的形成是一个漫长的系统过程,其形态可以看成是表征其特征的各种地形信息因子复合在一起的复杂函数。以黄土高原地区的6个典型地貌区作为试验区,基于1∶10000比例尺5m分辨率的高精度DEM数据,在实现自然地理单元———小流域自动分割的基础上,随机选取44个完整小流域,完成了区域内沟壑密度、平均坡度、平均坡长和地形起伏度等基本地形信息因子的自动提取;同时,采用比较分析和数理统计的方法,证明沟壑密度与平均坡度、平均坡长和地形起伏度之间存在着很强的线性相关关系,量化模拟结果显示,沟壑密度(Y)可以表示为平均坡度(X1)、平均坡长(X2)和相对高差值(X3)的函数:Y=2.95228+0.127906X1-0.014X2-0.00273X3,模拟精度为94.5%。该方法对于整体研究黄土高原及其他地貌的形态特征和成因机理,具有重要的理论和实践意义。     

Drainage skeletonization from flow-accumulated area without the use of threshold

This study presents a method of automatic drainage skeletonization from flow-accumulated area without the use of threshold which conserves drainage geometry at chosen digital elevation model (DEM) scale. To get all possible drainage at the chosen scale, stream order raster is generated by incorporating flow accumulation and flow direction raster derived from corresponding DEM. This allows generation of drainage network without the use of threshold. Resultant stream order raster, termed as raw stream order raster (RSOR), is tested against threshold defined stream order raster to evaluate its efficiency. Use of RSOR allows extraction of stream heads to greater stream head extent. Again, DEM downscaling takes care of overestimation in number of streams. So, the proposed technique is effective in controlling two basic aspects of drainage characteristics – stream number and extent. In our case, drainage estimated from re-sampled medium-scale DEM has the closest matching with that of the reference topographical map.     

1∶10000及1∶50000比例尺DEM信息容量的比较——以陕北韭园沟流域为例

运用比较分析与数理统计的方法,以1:10000DEM为基准,探讨在黄土丘陵沟壑区1:50000地形图所建立的数字高程模型描述地表形态的精度特征。样区为陕北绥德县韭园沟流域,基本技术平台为ARC/VIEW地理信息系统软件,研究结果表明,在该地区内,利用1:50000DEM所提取的降水累积量、地面坡度、地面坡向3种地形因子都不同程度地存在着误差。该研究成果对于DEM应用精度的估算与误差的纠正,都有一定的指导意义。