基于栅格DEM的地形特征提取与分析

以陕北延安地区燕儿沟流域为实验样区,运用比较分析法和数理统计法进行基于栅格DEM的地形特征提取和分析,以及DEM分辨率对地形特征的影响,并计算和比较了地形特征的空间统计分布。研究表明:一个相对真实的DEM能够通过修改生成DEM的基本材料,以及对DEM进行再加工而获得。由于DEM分辨率的不同,由此得到的地形特征值(如坡度、地形指数、河网密度等)在统计特性上也会随之变化。随着DEM分辨率的降低,坡度减小,地形坦化,地形指数均值变大,流域总面积变大,子流域数量减少,河流总长度减小,河网密度降低。     

DEM地形描述误差空间结构分析

数字高程模型（ＤＥＭ）是地理信息系统的核心数据之一。然而,ＤＥＭ误差的存在程度不同地影响地理信息系统空间分析的精度。本文首先说明ＤＥＭ地形描述误差的提取方法,通过误差地图以及量化研究方法,揭示ＤＥＭ误差的空间分布规律。试验结构显示误差地图是实现ＤＥＭ误差可视化的有效方法;ＤＥＭ地形描述误差具有很强的空间自相关性。自相关值随地形复杂度与ＤＥＭ分辨率的改变而有规律地变化。该结果为ＤＥＭ误差的估算与模拟     

基于DEM地形因子的水土流失分析

研究地形因子对水土流失造成的影响,可为区域水土保持工作提供参考.本文以广西百色市、河池市、贺州市、防城港市为研究区域,以ArcGIS平台为技术支持,基于数字高程模型数据,选取坡度、剖面曲率、地表粗糙度、沟壑密度4个指标,进行空间叠加分析,得到研究区基于所选地形因子的水土流失强度分级图及水土流失面积,得出如下结论:1)基...     

基于DEM的宁明县地形因子分析

以ASTER GDEM 30 m分辨率的DEM为基础数据,ArcGIS为软件平台,提取宁明县坡度、坡向、地形起伏度、地表粗糙度、地表切割深度等地形特征要素,并对地形特征进行定量分析.结果表明,县域内坡度在0°～81 °范围内均有分布,但相对集中于5°～ 35°之间;南坡、北坡坡向面积相差较小,分布相对均衡;西北部、南部地形起伏较大,最大处可达702 m;地表粗糙度处于0.15～1之间;地表切割深度最深处达到340.67 m.     

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。     

对DEM地形定量因子挖掘中若干问题的探讨

在地学研究中 ,地形结构信息的提取具有重要意义 ,而如何利用数字高程模型进行提取一直是地学工作者所面临的重要课题。在总结前人研究成果的基础上 ,从地形特征分析和水系特征分析两方面 ,比较了利用数字高程模型自动提取地形定量因子的基本原理、方法以及优缺点 ,并对其中存在的诸多理论与技术问题进行了系统的分析与探讨     

不同比例尺DEM地形信息容量的探讨

本文以福建省11个地区作为实验样区,利用Python脚本进行批量提取地形因子,从中选取坡度、粗糙度两个地形因子,并引入信息论中的信息熵、自信息相关理论进行研究。以1∶10 000比例尺DEM提取的地形因子为真值,与1∶50 000比例尺DEM所提取的地形因子信息容量进行对比分析,研究两种比例尺DEM所提取的地形因子引起的信息容量的损失和纠正方法,以及通过线性回归分析寻找两种比例尺DEM的相同地形因子面积定量信息对应的转换公式。     

基于DEM的地形分类方法研究

坡度是描述地表形态的基本指标。利用ArcGIS软件对已有的1∶10 000 DEM数据进行坡度分析,能够正确高效地识别地形特征,确定对应图幅所属的地形类别。研究成果已正式应用于河北省第一次全国地理国情普查和其他测绘地理信息管理工作。     

基于DEM地形要素提取方法的实验

详细介绍了DEM及其特点,并选取实验区进行地形要素提取、分析等,使对DEM的实践应用更具备科学性、实用性和可操作性。     

DEM地形可视化自增强技术

地形可视化是地形表达、虚拟地理环境与虚拟仿真领域中重要的组成部分。论文首先回顾了DEM地形分析与表达技术,然后重点阐述了如何利用DEM自身解译的地形信息,增强DEM地形等高线图、地形晕渲图等地形可视化效果,突出不同地形特征与细节,实现可量测性和直观性为一体的3维地形表达,提供用户更为直观、准确的地形认知。     

基于双线性内插规则格网DEM地形误差模型

双线性DEM表面模型的精度包括:使用双线性建模方法从格网量测数据传递过来的误差和地形表面的线性表达导致的精度损失。从理论上推导并证明了地形线性表达的误差极值是格网分辨率与地形坡度乘积的常数倍。并根据地形说明了,在不同地形时常数c的不同取值。     

增量法地形可视计算与分析

DEM在表达地形时具有水平等距网格和垂直高差的特点,根据DEM表达地形的特点,利用双增量地形可视计算方法,以水平方向矢量叉乘增量计算来判断点的可视性,采用垂直方向高程增量的谷地凹处盲区测试,根据地形高程的变化来消除不可视点,该算法思路清晰、计算复杂度低。同时重点分析该算法在地形的部分区域和不同特征地形上的特点,指出该算法在起伏山地和沟谷地形中的优势;横向上与ArcGIS功能模块进行比较,可视计算速度大大提高。     

基于Coons曲面的规则格网DEM表面模型

内插是数字高程模型的核心问题。目前的内插模型主要是由离散的格网数据构建的连续曲面,直接以点推面,可能存在较大的地形误差。本文建立的Coons曲面DEM表面模型,首先利用离散的格网数据构造与格网边界相对应的地形剖面曲线的拟合曲线,再基于拟合曲线构建DEM表面模型。实验表明：Coons曲面DEM表面模型是一种高精度的DEM表面模型,其地形模拟误差比直接基于格网数据建立的双线性内插、样条函数内插和移动曲面拟合法的误差都小,实际地形模拟误差与双线性模型相比减少15％-28％,且精度随着构建边界拟合曲线所用格网点的增多而逐渐提高。     

雷达探测范围地形可视域分析方法

雷达探测目标时,受地形复杂程度影响很大,加上地球曲率的影响,会产生很多探测盲区,通过研究分析雷达探测区,既可以进行突防、突击,又可以对雷达进行优化部署,减少雷达探测的盲区。为了获取高效、准确的雷达探测范围,本文在研究相关领域现有成果的基础上,结合雷达探测原理和特点,并且顾及了无线电波在空气中传播折射的影响而引入了等效地球半径,提出了以等效地球半径为基准的雷达探测范围地形可视域分析方法。该方法包括基于地形分析的可视域分析原理算法和建立在地理信息系统基础上的可视域分析数学模型。本文还给出了该模型的算法与实现,并对结果进行了分析和评估。     

基于城市建筑物的战场环境可视分析

从城市作战实际出发,主要以建筑物为考虑因素,提出了利用DEM叠加建筑物高度信息进行城市战场环境可视分析,研究了在城市战场环境中进行可视分析时应选择的数据类型,以及DEM与建筑物高度信息的快速获取途径与各方法的特点。利用这种方法对有关城市市区进行了实验分析,验证了方法的可行性与准确性。     

基于距离场映射的地形可视域分析方法

地形可视域分析是地形分析的重要组成部分,针对现有方法存在的复杂度高、通用性差等问题,提出一种基于距离场映射的地形可视性分析方法。首先,在观察点位置以透视投影渲染地形,将观察点到可见的地形表面点的距离作为输出,保存到距离图;然后,以顶视图平行投影的方式再次渲染地形,通过对比片元到观察点的距离值与片元的距离场映射值来判断片元的可见性;最后,给出一种偏移采样法来减小锯齿走样的影响。试验表明,这种方法可以快速获得较高精度的可视域计算结果。另外,这种方法几何无关,能适用于多种形式的三维地形模型以及地物的可视性分析。     

基于主成分变换模型的DEM格网聚合及其误差分析

利用主成分分析揭示变量之间关系的特性,进而提出一种既能保证较高精度又能较好地保持地形形态特征的DEM格网聚合方法。首先根据主成分变换模型推导DEM格网聚合数学公式,构建主成分聚合模型;然后以30m分辨率DEM转换为90m分辨率DEM为例,根据格网点属性间的权重关系聚合重构DEM。在此基础上,以均值聚合和双线性重采样聚合方法为比较对象,从聚合前后的检查点高程偏差的统计描述、空间分布与自相关性、地形形态保持程度方面分析3种聚合策略下重构DEM的误差特性。最后运用描述统计、半变异分析和等高线套合方法,定量评价主成分聚合重构DEM的质量效果。试验分析结果表明,同均值聚合和重采样聚合相比较,该方法重构的DEM既能保持较高精度,又能很好地保持地形形态特征。     

DEM地形复杂因子的确定及与地形描述精度的关系

以相邻地形单元正法向量的夹角作为判断准则,提出了地形复杂因子的概念,用来量化描述DEM地形复杂度,并推导出栅格DEM和不规则三角网DEM地形复杂因子的计算公式。利用高斯合成曲面模拟不同的栅格DEM地形,研究地形复杂因子ECF与平均高程-h对DEM地形描述精度RMSEEt的影响。利用线性回归方法对模拟结果进行统计分析,得到栅格DEM地形描述精度RMSEEt与地形复杂因子ECF和平均高程h-之间的线性关系。该结果可以根据地形复杂程度推算DEM地形描述精度,而且可为DEM生产和误差研究提供可靠的理论依据。     

基于DEM的地形简化方法对比分析

地形简化作为一门重要的数据压缩技术已广泛应用于DEM。在大量简化算法中，地形简化指标作为地形简化的核心环节，其好坏直接关系到地形简化的好坏。本文对基于局部误差、曲率和法向量的五个地形简化指标进行了分析评价，用离散的高斯合成曲面来模拟真实DEM，以解析得到的高斯曲率作为地形简化指标“真值”，对比研究了在离散高斯曲面上得到的五个简化指标与解析所得“真值”，通过对各个指标“保特征性”可信度的分析，获得了对这五个指标的整体评价，最后，实例验证了本文结论的正确性。