基于SPOT5图像的泥石流自动提取方法

在前人研究基础上,提出了一种基于SPOT5图像和DEM数据自动提取泥石流的方法。首先利用归一化差值植被指数(NDVI)、归一化差值土壤亮度指数(NDSI)和图像经主成分变换得到的第一主成分(PC1)等3种遥感指数获取新的主成分变换图像,进而利用阈值自动选取算法提取包含泥石流的裸地信息;然后基于1∶10 000的DEM数据,利用改进的沟谷中心线提取算法提取沟谷中心线,并利用数学形态学滤波算法生成沟谷范围;最后将提取的疑似泥石流图斑与沟谷范围匹配,并对矢量化后的结果进行面积、坡度和顺坡性等筛选,得到泥石流或潜在泥石流信息。实验表明,本文构建的泥石流提取模型具有较高的提取精度和效率。     

基于DEM自动提取泥石流沟谷边缘线算法的试验

很多泥石流流域侵蚀程度的描述量,与冲沟的边缘长度有关。本文提出了一种基于DEM自动提取沟边缘线的算法。提取步骤分为DEM平滑去除洼地、判断沟谷中心线、去短枝、初步提取边缘线、细化等几个步骤。最后按照这一方法以成昆铁路沿线的普歪沟为实验区,提取了一条泥石流沟的沟谷边缘线。并将其与同一图像目视解译勾绘的沟谷边缘线比较,表明这种方法不但能够将沟的边缘线提取出来,而且提取出的边缘线更能够表现沟的细部特征。     

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。     

基于多光谱影像和DEM的泥石流堆积扇识别研究——以白龙江流域武都段为例

选取中国泥石流多发区白龙江流域武都段作为研究区,在对该区域泥石流堆积扇的形态特征和堆积范围进行实地调绘的基础上,利用高分辨率影像(SPOT)进行目视解译,获得研究区部分泥石流堆积扇和非泥石流堆积区的分布范围,将其作为已知样本区。利用该区域多光谱遥感影像(ASTER)和数字高程模型(DEM),提取包含波段比和主分量的几十种特征指标。通过运用方差分析和聚类分析等方法对各指标进行分析计算,选取对区别泥石流堆积扇最具显著意义的指标进行输入,进而采用基于像元的分类方法识别泥石流堆积扇。得到如下结论:SPOT与ASTER融合影像的波段比、主分量指标可以有效地突出土壤岩石中的矿物成分,对泥石流堆积扇的识别具有显著意义;利用筛选出的遥感指标和地形指标作为输入,进行监督分类识别泥石流堆积扇,能够有效地将遥感指标和地形指标相结合,提取的堆积扇覆盖范围与实际情况较为接近。     

基于DEM的流域特征提取方法初步研究

以岷江上游典型流域为例,从该区的Aster影像上提取DEM,利用GIS技术从该DEM上提取流域特征,并划分出子流域,通过实地考察数据和所提取的河网矢量数据对照,表明用该方法提取研究区流域特征是可行并有效的。     

基于DEM划分流域河网坡岸带汇水区的方法研究

基于DEM提取流域河网、生成子流域的理论方法研究已经有了一定的进展,并得到了广泛应用.在DEM生成河网的过程中形成的网格流向矩阵和网格累积矩阵能够充分揭示流域网格单元的水流方向特征和汇水面积特征,利用这些特征关系能够对流域进行更进一步的划分,更好地满足实际需要.本文在DEM提取流域河网的基础上,结合网格流向矩阵,精确解...     

适用于大河流域的栅格DEM洼地填充算法

针对地势平坦且空间范围较大的流域水系自动提取任务中,采用常规的洼地填充算法难以提取出完整水系,形成大量"断头河"的问题,提出了一种能够导出整个数字高程模型(DEM)所有像元被淹没的次序表的方法,由该次序表构成的矩阵代替原有DEM来实现流向的计算,进而提取出累积流向及分级河道。经用覆盖中心流域的高精度DEM以及覆盖黄河和长江等大型流域的DEM来测试,结果表明:用其他算法提取结果均发生了"断头河"错误,而该方法则能提取出完整的水系。这种方法能正确实施洼地填充和像元填平处理,可以适应于任意规模和精度的DEM填洼问题,具有较强的鲁棒性,克服了以往算法难以处理大河流域DEM洼地填充的不足。     

DEM分辨率对小流域地形水文特征提取的影响

基于ArcGIS水文分析工具研究DEM分辨率对提取流域地形和水文参数的影响,选择黄土丘陵沟壑区典型小流域—韭园沟流域为实验区,该流域地形复杂,沟壑纵横,DEM分辨率变化对其地形表达有很大影响。研究表明,DEM分辨率对小流域面积、流域高程、坡向的表达或提取精度影响较小,而对坡度、河道长度、河网密度和河道分级等因子提取有较大影响。     

DEM空间尺度对岷江上游流域特征提取的影响

DEM分辨率是描述DEM地形精确程度的一个重要指标,同时也是决定DEM使用范围的一个主要影响因素。此处以岷江上游流域为研究区,Arc GIS为技术支撑,分析DEM空间尺度对流域特征提取的影响。首先,采用7组不同分辨率的DEM数据,通过5类不同特征参数的提取来进行DEM尺度效应的定量分析。其次,借鉴坡度中误差法思想和信息熵理论,综合分析高程、坡度和地面粗糙度来确定该地区DEM研究的分辨率合理范围。结论表明:随着DEM栅格大小的不断增大,高程区间和坡度随之减小;地面粗糙度的减小表现出地形的平坦化;信息熵所包含的内容减少;河网总长度和河网密度也随之变短变稀疏。文中岷江上游流域特征提取研究的DEM最佳空间分辨率区间为30~60 m。     

基于流域DEM遍历的3维淹没分析算法

在基于DEM遍历进行淹没分析基础上,提出了基于流域范围约束的DEM遍历算法,减少DEM遍历阶数,以提高计算速度。同时,将算法付诸于代码实现,在算例中与全局遍历进行对比测试。其对比结果表明,基于流域DEM遍历的淹没分析算法速度更快,计算结果可信。在大数据量条件下,速度优势更为明显,而在流域特征显著的地形条件下,计算结果精度高,与全局遍历结果基本一致。本文所研究的基于流域DEM遍历算法使得淹没分析更高效,对水文水力的研究与生产提供了捷径。     

基于DEM的珠江三角洲流域范围划分研究

流域划分是地理国情普查的基础工作。本文选取广东省陆域为研究区,建立了50m分辨率的DEM数据,应用ArcGIS软件提取了流域水文特征,进行了广东省珠江三角洲流域范围的划分。     

不同精度DEM流域地形特征提取分析及坡度误差控制研究

以北京密云水库牤牛河流域为试验区,对该流域4种精度DEM提取的流域地形值进行分析,并基于此对不同精度DEM所提取的坡度值进行了误差量化控制,运用曲线回归方法,建立了坡度损失拟合方程系.试验证明,该方法对坡度误差控制较好,具有较大的应用价值.     

基于DEM的流域水网及范围提取方法研究

本文介绍了在ArcGIS的水文分析模块功能支持下,利用DEM提取流域栅格水网及流域范围的方法,并对该方法存在的问题进行分析,探讨了改进方法。     

基于DEM和水箱理论识别流域河网方法研究

本文应用水箱原理处理流域DEM数据中存在的洼地问题,提出流域河网识别及编码的新方法。首先,确定洼地网格,搜索洼地区域,计算洼地容量,根据水箱原理确定洼地出口,判断洼地的流向;然后,逐层合并消减洼地,修正洼地水流方向;最后,计算网格集水面积,进行河网识别和编码。本文结合云南东川蒋家沟流域的DEM资料进行河网识别,得到了完整的流域河网,结果与实际勘测的河网完全吻合,这表明应用该方法提取流域河网是可行的,能够为进一步的分布式水文、泥石流、环境模型提供条件。     

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ArcGIS的流域水文特征分析方法研究

随着GIS技术的不断发展和DEM的广泛应用,基于DEM的流域水文特征分析研究受到越来越多的关注。目前,基于格网DEM的水流方向算法,会因为地形的局限,无法准确地进行模拟分流,水流方向也不符合实际流向。本文分析了几种基于DEM的水流方向算法,以格网点为中心建立3×3窗口的局部趋势面,计算出研究区内的曲率,分析区域内的水流聚合度和发散性随着曲率的变化情况,最后根据水流方向算法提取河网。     

基于DEM汇流模拟的鞍部点提取改进方法

鞍部点是重要的地形控制点之一,由于其特殊的形态特征,基于DEM的鞍部点提取算法较山顶点、山谷点提取更为困难.本文提出一种基于DEM汇流模拟的鞍部点快速提取改进算法.该算法利用DEM地表汇流模拟的方法提取山脊线,利用地形倒置得到的反地形地表汇流模拟提取反地形流域边界线,获得能自动实现地形部分的原始地形汇水线,进而通过特征...     

基于排水管网中心城区小流域划分方法研究

流域边界提取是流域精细化管理和分析的基础,由于平原河网区域地势平坦,地形的起伏较小,很难按照基于数字高程模型(DEM)提取流域边界。针对此技术问题,在梳理平原河网水系的基础上,提出利用排水管网的汇水特性辅助划分平原区小流域,可以解决平原区流域划分困难的问题,生成的小流域与实际情况比较接近。将此方法应用于北京市中心城区的小流域划分工作中,取得了较好的效果,为平原区流域划分提供了一个有效途径。     

SRTM(1″)DEM在流域水文分析中的适用性研究

高精度的数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据是流域水文分析应用的基础。美国地质调查局新发布了全球高分辨率数字高程数据产品,其空间分辨率为1″(约为30 m)。为评价该数据在流域水文分析中的适用性,以鹤壁汤河流域为实验区,以机载LiDAR DEM数据为参考,统计了SRTM(1″)数据的高程误差,分析了坡度、坡向、地表覆盖等对误差的影响;在基于地形的水文分析中,统计分析了SRTM(1″)数据误差对地形湿度指数、坡度坡长因子以及汇流动力指数等地形指数计算的影响;最后选取流域汇水区面积、最长水流路径长度、形状系数、弯曲度系数等流域特征参数对两种DEM数据提取结果进行了对比。研究表明SRTM(1″)DEM数据具有较高的精度,原始数据均方根误差为5.98 m,在消除平面位移误差后减小为4.32 m。基于地形的水文分析表明SRTM DEM与LiDAR DEM计算结果具有一定的差异,地形湿度指数平均值略高,坡度坡长因子和汇流动力指数平均值偏低,离散度偏小,这与SRTM DEM在微地貌以及高坡度地形区存在失真相关。两种DEM数据提取流域特征参数差异较小。上述研究表明SRTM DEM(1″)数据在流域水文分析中具有较大的应用潜力。     

泥石流高分辨率遥感影像频域特征提取方法及应用

在遥感影像上深入研究泥石流的相关特征条件对泥石流的分析治理具有十分重要的现实意义。本文将泥石流不同流域分区的高分辨率遥感影像从空间域转换到频率域,基于频谱分析与频域滤波,从全局和局部建立了频谱特征和泥石流流域分区特征之间的关联,并利用频域特征对泥石流高分辨率遥感影像中不同流域分区进行识别,用支持向量机进行试验验证。结果表明,对于泥石流遥感影像,除了地物光谱特性以外,充分利用频域特征可以有效地分析和识别泥石流不同的流域分区,且识别精度最高达到95%,从而对泥石流的形成过程及不同区域进行定性和定量分析,为泥石流的防治工作提供了科学依据。