基于MATLAB的数字地形分析

从介绍MATLAB软件强大的计算和图形表达功能入手,分析了MATLAB在基本数字地形分析和复杂地形分析中简单而快速的应用。     

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。     

数字地形分析中适宜分析窗口选择方法的评价

基于栅格DEM（digital elevation model）计算局域地形属性时,所采用的分析窗口将直接影响数字地形分析结果,因此在实际应用中应选择适宜分析窗口。由于地形条件是随空间变化的,因此随空间变化的适宜分析窗口应比通常所用的全局固定的3×3窗口更为合理。目前通过定量计算获得随空间变化适宜分析窗口的方法是多窗口局部地表形态刻画法。选用3个具有不同地形特征的研究区,在不同分辨率下分别将坡度、剖面曲率用于该方法来确定适宜分析窗口,对实验结果进行分析评价。结果表明,当利用不同地形信息时,所得的适宜分析窗口情况明显不同。进一步的实验分析发现,与传统所用的全局固定3×3窗口相比,该方法所识别出的随空间变化的适宜分析窗口结果对于实际应用结果没有明显差别。因此该方法有效性存疑,尚不能作为确定适宜分析窗口的有效方法,还需进一步开展方法研究,以设计出合理有效的方法来识别随空间变化的适宜分析窗口。     

利用地形信息强度进行DEM地形简化研究

在对现有的DEM地形简化方法进行总结分析的基础上,提出了一种利用地形信息强度指数的DEM简化方案。首先提取DEM点位地形信息强度指数值,然后通过阈值法确定候选地形特征点重构DEM,以国家基本比例尺1∶5万DEM作为参照目标,并将重要点法和三维道格拉斯法作为对比方法,对应用该方法进行地形简化的效果进行了综合评价。实验结果表明,该方法应用于大范围DEM简化中可以有效地保留地形骨架的结构特征,同时具有较高的数值精度,可以满足不同层次的多尺度DEM建模的要求。     

数字高程模型地形描述精度量化模拟研究

在首先提出数字高程模型（DEM）地形描述误差（Et)概念的基础上，以我国5个不同地貌类型区为试验样区，采用比较分析的方法，研究EDEM地形描述误差的成因、影响因素、量测方法以及误差的数学模拟途径。统计分析的结果证明DEM地形描述误差与DEM空间分辨率及其地面粗糙度之间存在着线性相关关系，回归分析结果显示，DEM地形描述误差Et的均方差RMS值可以表达为DEM水平分辨率（R）与地面垂直曲率（V）的函数：RMS Et=(0.0063V 0.0066)R-0.022V 0.2415。该结果可用以估算估算所建立的DEM的地形描述精度，也为确定适宜的DEM分辨率提供了理论依据。     

DEM及数字地形分析中尺度问题研究综述

基于DEM尺度的概念与类型、DEM地形分析的尺度效应、DEM地形分析尺度研究的关键问题、DEM地形分析尺度研究的方法等几个方面的论述,分析了当前国内外在该领域的研究进展,并指出了今后应重点研究的方向,包括自然地面与DEM模拟地面之间的尺度匹配、尺度冲突与尺度耦合的关系;空间尺度参数对DEM地形分析影响的过程与机理;DEM格网单元地形分析的异质性效应。在尺度层面上,提出不同地形复杂度条件下的DEM地形分析的确定性与不确定性规律,建立以尺度为自变量的多尺度地形分析模型,建立DEM地形分析的尺度转换模型。     

基于SRTM-DEM区域地形起伏的获取及应用

 基于数字高程模型（DEM）空间分析方法，利用SRTM采集的DEM数据，提出两种获取区域地形起伏的关键技术，即高程条带法（Swath Profile）和高程阈值法（Threshold Value），并通过扩展区域地形起伏获取的技术方法，初步实现了黄土高原典型地区侵蚀量的定量化分析。     

基于数字地形分析的小流域分割技术

小流域是具有相对完整自然生态过程的区域单元，适宜尺度的小流域可作为生态评价、地理过程的基本单元。基于数字地形分析技术的小流域分割技术，既是建立这种地学分析单元的关键技术，同时也实现了流域制图自动化。     

数字遥感影像地形效应分析及校正

在数字遥感影像应用中一个不可忽视的现象是地形校应，它是定量遥感分析、自动分类、图象分割及特征提取时首先要分析和处理的问题，尤其是在丘陵和山区。本文较系统地分析了数字遥感影像中的地形效应，论述了地形效应的校正模型及技术，并借助于数字高程模型（ＤＥＭ），对ＴＭ影像进行了地形效应的校正实验，取得了令人满意的结果。     

基于格网DEM线状分析窗口的地形特征线快速提取方法

提出基于正交条带状分析窗口及DEM数据,实现地形特征线快速提取的方法。通过在黄土丘陵区的实验显示,该方法与现有的方法相比具有提取方法简单、精度高、栅格矢量数据格式间转换较为方便的特点。     

DEM误差的空间自相关特征分析

采用空间自相关分析方法,从空间角度对数字高程数据误差的空间分布特征进行了研究。实验表明,利用双线性曲面表示地形表面时,产生的数字高程数据误差的全局Moran’sI指数趋近于0,在整个区域单元上的分布不存在显著的全局空间自相关,邻近区域单元上高程数据误差之间的关系在整体上既不综合表现为趋同,也不综合表现为趋异,高程数据误差的整体空间格局为随机格局;而且数字高程数据误差在空间上的分布与地形坡度和地表粗糙度有一定的联系,一般情况下,平均坡度、地表粗糙度越大,高程数据的全局Moran’sI指数偏离0稍远一些;否则,距离0近一些,但全局空间自相关仍不显著,在整体上表现为随机格局。     

多分辨率体素地形建模算法及实验分析

针对基于面模型的战场地形要素建模与可视化的不足,提出利用体素模型实现战场环境地形要素的建模与可视化方法和基本思路。对基于特征点的双重移动立方体算法进行改进,实现体素地形的可视化表达,引入体素地形可视化的影响因子便于对体素地形可视化效果的控制,通过实验进行分析,得出最佳取值空间。     

三维地形可视化中不同图元渲染效率比较分析

大规模地形场景一般由几百万甚至更多的顶点构成,地形瓦片的图元组织与绘制效率直接决定了地形渲染的速度和质量。为明确Triangles,Triangle Strip,Triangle Fan和优化的Triangle Strip图元渲染效率,选取常用的11种大小瓦片样本进行对比试验。从初始化时间、索引缓存大小和实时绘制时间3个方面评估图元效率。结果表明：在地形瓦片小于256时,Triangles和优化的Triangle Strip具备较高的渲染效率,Triangles会占用较大的索引缓存;在地形瓦片超过256时,优化后的Triangle Strip图元具有最高绘制效率,并且占用最小的索引缓存。     

数字高程模型格网间距对提取地形因子的影响研究

数字高程模型(DEM)作为地面高程信息的数字表示形式,在地学研究领域得到了广泛应用.本文通过对DEM基本原理及其现有表示形式进行分析,提出了数字等高线也是DEM表示形式的观点.随后通过选取4种不同地貌类型的规则格网DEM作为实验区,分析研究了DEM格网间距对坡度、坡面曲率、地表切割深度、地表粗糙度和沟谷密度等地形因子提取的影响,为人们根据地貌类型和应用需求合理选择DEM分辨率提供了参考.     

Digital Terrain Model Resolution and its Influence on Estimating the Extent of Rockfall Areas

As rockfall can cause a great deal of damage, it is essential to know its spatial propagation. Rockfall models are sensitive to the resolution of input data, i.e. the Digital Terrain Model (DTM) used. Nowadays, high resolution elevation data are available area‐wide from airborne laser scanning (ALS). However, rockfall models are designed for analysis on a certain scale, which means that high resolution input might not necessarily improve model results (e.g. for regional scale studies). Our aim is to estimate the reach of rockfall by analysing different input resolutions of an ALS DTM. The presented empirically–based model, implemented in Python 2.7, is a modified version of the zenital method including an iterative random walk trajectory model, which is designed for rockfall hazard assessment at the regional scale. Trajectories and rockfall probability maps are generated for selected DTM input resolutions. The comparison shows that high resolution DTMs do consider local topography better and thus lead to more realistic results than low resolution DTMs.     

不同地形坡度下各种土方量计算方法的比较研究

土方量计算的精度不仅影响平整后的土地质量,还影响到土地平整工程的投资与效益问题.针对3种不同坡度范围的测区,分别用DTM法、方格网法、散点法以及区域平衡法等计算出土方量,并进行横向和纵向对比分析,得出不同方法的适宜坡度范围和精度.     

基于数字地形分析的火星地貌自动化分类方法

提出了基于纵坡面统计特征的火星地貌类型单元划分体系,详细阐述了地形特征因子及分类所需特征空间的选取建立过程。实验结果表明,以此为基础的火星表面地貌自动分类方法基本能与高程、影像信息反映事实相符,与目前公布的分类成果具有一定的可比性,达到了预期的研究目的。