运用DEM剖析土地利用类型的分布及时空变化--以北京延庆县为例

以北京延庆县为例,从土地利用类型分布频率的角度,结合地形因子分析区域土地利用类型分布及变化规律。由于坡向影响着日照时数和土壤水分的再分布,而这对农业用地和园地等土地利用类型来说具有研究意义,因此,在前人的综合海拔和坡度两个地形因子的分布指数的基础上,提出坡向分布指数,即分别从海拔、坡度和坡向三个角度,对延庆县1996年和2001年土地利用现状数据进行比较分析,得出其耕地、园地和林地三种土地利用类型的分布及变化规律：耕地主要集中分布于低的地形等级上,园地则趋于高地形等级方向发展,并且阴坡上的分布频率有所增加,林地分布变化不明显。作者认为,人为干扰因素对园地分布格局的变化起到了一定的作用,而对耕地和林地的作用不明显,这为该区未来发展规划提供了参考。     

地形复杂度对坡度坡向的影响

采用三阶不带权差分算法,研究了地形复杂度与坡度坡向的关系,澄清了目前关于坡度坡向误差空间分布的矛盾观点,并分别在凹向椭球和高斯合成曲面数学模型曲面DEM上对其进行验证。通过研究得出：①坡度、坡向误差与坡度值正相关;②坡度坡向误差主要分布在平坦地区;③坡向误差较坡度误差对DEM高程数据误差敏感,较小的DEM误差引起较大的坡向误差。     

数字高程模型在活动断层位置及地表变形变位特征提取研究中的应用

活动断层的位置分布及其地表变形变位特征的准确识别是研究和评价活动断层的基础,国内外学者利用数字高程模型(DEM)对断层提取进行了大量研究。本文基于DEM的活动断层位置的提取方法进行综述,总结了DEM提取断层位置的地貌形态特征分析、图像处理以及综合处理提取方法,突出介绍了高分辨率DEM在详细的断层位置分布提取中的优势,DEM在断层地表变形变位及其特征参数提取研究中的最新应用进展。随着高分辨率DEM的快速发展,DEM及其空间分析技术已成为一种常见的地学研究方法,将其与野外调查、遥感、测年等技术结合进行综合分析,能够促进对活动断层的深入研究,并成为断层定量化研究强有力的技术手段。     

顾及数据特性的格网DEM分辨率计算

水平分辨率是格网DEM的决定性变量之一,直接决定着DEM对地形的逼近程度和地形参数计算、地学模拟的精度。基于地统计学理论和非参数密度估计方法,提出了地形宏观变异和微观变异相结合的DEM适宜分辨率计算方法。即首先按系列支撑对采样数据进行格网划分,形成具有不同尺度的支撑域;然后利用正则化理论,对高程点数据进行正则化变换,通过不同支撑上正则化变量的半变异函数分析,探索不同支撑尺度上的地形宏观变异规律,从而确定地形宏观变异的最佳支撑尺度;第三,在所确定的宏观变异最佳支撑尺度内,借鉴非参数密度估计中直方图的理论方法,从微观角度计算DEM适宜分辨率。最后通过陕北黄土高原的实际采样数据,对本文提出的方法进行了验证。     

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。     

建立省级数字高程模型(DEM)的关键技术——以江苏省为例

文章以江苏省的DEM制作为例,介绍利用ARCINFO、ARCVIEW软件生成DEM的全过程中的关键技术。应用结果表明,可以快速查找出采编地形图信息过程中的错误,建立的DEM精度较高,更适合于水土流失的定量监测,显示了该技术方法的可行性。     

On the application of SAR interferometry to geomorphological studies: estimation of landform attributes and mass movements

This paper presents two examples of application of Synthetic Aperture Radar (SAR) interferometry (InSAR) to typical geomorphological problems. The principles of InSAR are introduced, taking care to clarify the limits and the potential of this technique for geomorphological studies. The application of InSAR to the quantification of landform attributes such as the slope and to the estimation of landform variations is investigated. Two case studies are presented. A first case study focuses on the problem of measuring landform attributes by interferometric SAR data. The interferometric result is compared with the corresponding one obtained by a Digital Elevation Model (DEM). In the second case study, the use of InSAR for the estimation of landform variations caused by a landslide is detailed.     

Influence of complex topography on global solar radiation in the Yangtze River Basin

Global solar radiation（GSR） is the most direct source and form of global energy, and calculation of its quantity is highly complex due to influences of local topography and terrain inter-shielding. Digital elevation model（DEM） data as a representation of the complex terrain and multiplicity condition produces a series of topographic factors（e.g. slope, aspect, etc.）. Based on 1 km resolution DEM data, meteorological observations and NOAA-AVHRR remote sensing data, a distributed model for the calculation of GSR over rugged terrain within the Yangtze River Basin has been developed. The overarching model permits calculation of astronomical solar radiation for rugged topography and comprises a distributed direct solar radiation model, a distributed diffuse radiation model and a distributed terrain reflectance radiation model. Using the developed model, a quantitative simulation of the GSR space distribution and visualization has been undertaken, with results subsequently analyzed with respect to locality and terrain. Analyses suggest that GSR magnitude is seasonally affected, while the degree of influence was found to increase in concurrence with increasing altitude. Moreover, GSR magnitude exhibited clear spatial variation with respect to the dominant local aspect; GSR values associated with the sunny southern slopes were significantly greater than those associated with shaded slopes. Error analysis indicates a mean absolute error of 12.983 MJm-2 and a mean relative error of 3.608%, while the results based on a site authentication procedure display an absolute error of 22.621 MJm-2 and a relative error of 4.626%.     

基于小波多尺度分析的DEM数据综合及尺度转换

DEM综合是其描述的地形表面细节逐渐舍去、轮廓不断呈现的连续过程。该文运用小波变换和方根模型模拟这一过程,将小波高频系数作为DEM综合的对象,以方根模型作为阈值设定的理论依据,对小波分解各层按不同等级进行取舍实现DEM综合。以1∶1万地形图建立的DEM进行试验,派生一系列不同复杂度的DEM,并用等高线分布特征、坡度和剖面曲率、地形叠加等进行对比分析。结果表明,随着DEM综合程度增大,生成的DEM逐步舍去地形表面细节,同时较好保持了原DEM山体轮廓、山脊和谷地的走向等地貌形态特征。最后,运用回归分析方法建立了派生DEM与相应空间分辨率之间的关系,为DEM尺度效应的应用提供方法和数据支持。     

DEM点位地形信息量化模型研究

针对DEM点位,首先应用微分几何法对其所负载的语法信息量进行测度,其次根据地形特征点类型及地形结构特征确定其语义信息量,然后基于信息学理论构建了DEM点位地形信息综合量化模型。在此基础上,以黄土丘陵沟壑区作为实验样区,对DEM点位地形信息量提取方法及其在地形简化中的初步实例应用进行了探讨和验证。实验结果显示,所提出的DEM点位地形信息量化方案可行;基于DEM地形信息量指数的多尺度DEM构建方案,具有机理明确、易于实现的特点,并通过优先保留地形骨架特征点,可以有效减少地形失真,从而满足不同层次的多尺度数字地形建模和表达要求。对DEM点位地形信息进行有效量化,为认识DEM地形信息特征提供了一个新的切入点,同时为多尺度数字地形建模提供理论依据与方法支持。