ArcGIS环境下基于DEM的信息提取及应用

数字高程模型(DEM)数据中包含了丰富的地形、地貌、水文信息,它能够反映各种分辨率的地形特征和水文特征。本文以青海雁石坪地区DEM数据为例,详细介绍了在ArcGIS软件中提取地形信息和水文信息的方法、步骤以及提取时应注意的问题。     

基于DEM的地质岩层体积求取方法的研究

地质岩层体积的求取一直是困扰地质学界的一难题．在对基于DEM的地质岩层体积求取方法进行说明的基础上．通过在陕西省长武县进行地质钻探和建立DEM．获得该地区各系岩层深度数据等基础数据及DEM．然后用GIS软件ARCVIEW中的三维分析模块．快速求取出本地区各系岩层体积，并对该方法的精度及注意的问题进行讨论．     

基于DEM流域河网水系的提取研究

本文介绍了一种从DEM中提取流域河网水系的实用方法.该方法首先对DEM进行预处理即洼地的确定、填充和平地的抬升;然后采用D8算法确定DEM中每一个栅格单元的水流方向,根据水流方向数据,计算每一个栅格单元的上游集水面积,再根据给定的阈值,得出河流栅格网络图,生成需要的水系.此外,以古佛河小流域为例进行了水系提取,其结果与实际水系几乎完全匹配.     

CryoSat DEM与多种南极DEM的对比分析

南极洲被巨厚冰雪覆盖,地质构造以南极横断山脉为界,总体分为东南极地盾和西南极活动带.数字高程模型(DEM)是研究南极冰盖变化的基础数据之一.通过多期次数字高程模型相比较获得高程的变化信息,是分析南极冰盖厚度变化和物质平衡的重要手段.然而不同类型DEM之间存的平面误差和垂直误差影响分析结果的精度.首先利用配准消除DEM间...     

基于三方向搜索的DEM中洼地处理方法

数字高程模型(DEM)是流域参数提取的基础,然而DEM中普遍存在的洼地和平地影响了流域水系的自动提取,因此洼地去除方法成为研究的热点。针对现有洼地去处方法存在的问题,提出了一种基于"三方向搜索"的洼地处理方法。该方法通过对洼地及其周围网格高程值增减来达到去除洼地的目的,避免了传统填洼方法大规模的对DEM进行增高处理。实验结果表明,该算法简单易行,能有效的去除洼地,消除DEM提取的河网中的伪河道及"平行线"现象;且对DEM中高程值的改动较小,从而较大限度的保留了原始地形信息。     

利用DEM提取地貌指数的方法述评

介绍了几个广泛应用于水文科学的流域地貌指数(包括地表坡度、流量分配系数、单宽集水面积、集水面积以及湿度指数)的计算方法,阐述了这些地貌指数在水文科学中所代表的物理意义和对流域水文过程空间分布的描述能力。对了解流域地貌对降雨径流的影响,揭示产汇流过程的物理机制,研制和开发分布式水文物理模型均有重要意义。     

基于DEM的数字水系的生成

讨论了由DEM生成河网过程中所用的填平和主干河道数字化的方法,通过填平方法,解决了由洼地引起的河网不连续的问题;而对主干河道进行数字化处理,则解决了平坦地区主干河道偏离其自然位置的问题。经过这些处理后生成的河网,与实际情况比较接近,从而使水文要素的模拟更具有实际意义。     

DEM在公路设计中的应用

根据公路部门的实际工作,利用数字高程模型这一新的数字地理信息产品,采用空间分析的一些方法,应用AMI语言,对公路设计和施工中断面图的绘制、挖、填方量的计算等一些实际问题进行探讨和实践,并在此基础上构建了<宣芜高速公路设计应用示范系统>.     

数字高程模型（DEM）在构造地貌研究中的应用新进展

简要介绍了数字高程模型（DEM）的基本概念,系统总结了近些年来DEM空间分析技术在构造地貌研究中的最新进展,列举并讨论了DEM相关数据和技术在典型地貌特征分析和宏观构造地貌演化研究中的典型应用实例。数字高程模型（DEM）理论和数据精度的不断发展和提高,DEM及其空间分析技术与相关地学研究手段相结合的复合分析,必将为构造地貌研究实现定量化提供强有力的技术支持。     

基于DEM的土地坡度计算研究

本文论述了在土地利用现状调查中应用数字高程模型技术,进行土地坡度的计算,并详细阐述了基于DEM获取坡度图的流程.     

基于ICESat/GLAS数据的中国典型区域SRTM与ASTER GDEM高程精度评价

航天飞机雷达地形测绘(shuttle radar topography mission, SRTM)和先进星载热发射和反射辐射成像仪全球数字高程模型(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer global digital elevation model, ASTER GDEM)提供了全球覆盖面积最广的数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据, 但其高程精度还未得到充分验证, 传统地面测量方法很难适用于验证大面积范围的DEM精度.以冰、云和陆地高程卫星/地学激光测高系统(ICESat/GLAS)高程数据为参考, 综合利用地理信息系统(geographic information system, GIS)空间分析、三维可视化与统计分析方法, 对中国典型低海拔沿海平原地区和高海拔山地的两种DEM数据高程精度进行了对比分析.结果表明, 高程值小于20m的低海拔地区, SRTM高程精度达到2.39m, ASTER GDEM的精度达到4.83m, 均远远高于这两种数据的标称精度; 而在西南山地, 这两种DEM的精度大约为20m, 与标称精度相当.最后, 建立了ICESat/GLAS与SRTM和ASTER GDEM的一元线性回归模型, 该模型具有较高的拟合度和显著线性关系, 可用于改善这两种DEM的高程精度.      

数字地形分析技术在分布式水文建模中的应用

论述了在栅格数字高程模型（DEM）的基础上，利用数字地形分析技术来完成地形评价、河网指示、流域分割、子流域参数化等项工作的理论与方法。并结合江西潋水河流域的实际工作进行了详细的说明。研究结果表明，通过数字地形分析的方法，利用栅格DEM实现流域离散化并从中提取分布式水文模型所需要的输入参数是一种行之有效的手段。     

洮河水系流域地貌特征及其构造指示意义

通过数字高程模型(DEM)的空间分析技术,系统提取研究区洮河水系流域盆地典型的河流地貌参数,并利用活动造山带地区发育的基岩河道纵向剖面形态等典型参数,分析洮河水系流域盆地地貌发育不对称性特征及洮河在岷县流向的急剧转变成因。研究表明洮河上游南岸水系较北岸水系形状指数高、流域面积大、水系发育更成熟,下游东岸河流河长较短、流域面积小、形状指数低于西岸,西岸水系更发育,且上游流域要比下游河道平缓,水系的相对落差更低,发育更成熟,表明上游河道形成时间早于下游河道。临潭—宕昌断裂带的逆冲隆升作用是造成洮河上、下游水系形态差异的主要原因。岷县东侧山脉的快速隆起致使古洮河被截断,之后被东北侧河流溯源侵蚀,切穿西秦岭北缘构造带,进行河流袭夺,从而形成了现今的洮河。最后探讨了对青藏高原东北端晚新生代以来的构造响应。     

青藏高原典型地区的地貌量化分析——兼对高原“夷平面”的讨论

利用新近公布的SRTM数字高程模型(DEM),选取青藏高原北部及高原内、外流区域进行大尺度定量地貌分析。分析表明,青藏高原不同地区的地貌差异反映了它们在地貌演化上的阶段性。在高原北部的祁连山地区,局部地区绝对高程增加的同时,地势起伏反而变缓。这些地区水系的发育程度普遍较低,剥蚀物质往往只经过近距离的搬运仍滞留在逆冲褶皱带内,山间盆地和平地成为山间小河的侵蚀堆积基准,因此“削高填低”的过程有效地降低了局部地形起伏。高原平坦地势是伴随着造山过程及之后的高海拔侵蚀基准和内流型水系条件下“削高填低”剥蚀过程的结果。我们认为高原内部为现今仍在承受剥蚀的地势平坦面。它的形成具穿时性,是内流型水系河流下切侵蚀能力弱化的结果,不直接反映海拔的高低。如果平坦侵蚀面的形成与海拔高程无必然的关联,或侵蚀面可以在任何海拔高度形成,而不一定代表以海平面为基准的准平原,那么它就不能作为一个可靠的参照面用于直接示踪和约束高原的抬升量和抬升时间。     

基于ICESat数据的南极冰盖DEM插值方法比较及精度分析

南极数字高程模型(DEM)是从事南极地学和环境变化研究的基础. 内插是建立数字高程模型的重要技术点, 插值方法有多种, 根据不同的适用情况, 不同的插值方法各有优劣. 利用克里格、 距离反权、 三角网剖分、 最小曲率以及移动平均5种插值方法分别建立南极冰盖小范围区域的DEM, 通过抽取部分观测数据作为验证值对各插值方法进行了比较. 结果表明: 克里格插值方法的可靠性最好, 稳定性最高. 然后, 利用克里格插值方法, 基于ICESat测高卫星的GLA12数据建立了南极冰盖的DEM. 由于南极大陆实测数据有限, 缺乏对DEM的检核. 为了分析所建DEM的可靠性, 利用中国南极内陆冰盖考察所采集的GPS实测数据, 对所建立的DEM进行了验证分析. 结果显示, DEM在坡度较缓的南极内陆冰盖区域精度较高, 符合度在3 m以内; 距离卫星轨道越近的区域精度越高, 可达到1 m 以内. 在坡度较大, 高程变化较为显著的区域如沿海地区, 精度较低, 差距最大的点超过40 m.     

数字地貌形态分类优化方法

地貌形态特征分类对生态环境、水文研究及地质构造分析等地学研究具有重要意义,已成为现代地貌学的一个研究热点。利用高分辨率DEM数据,以平均坡度、截面曲率、最大曲率和最小曲率等地貌形态因子为参数,构建地貌形态分类模型;基于自组织映射神经网络提出数字地貌形态分类数学优化方法,对长春地区进行地貌分类。该方法实现自动聚类分析,获得了10种地貌类型阈值,达到地貌形态特征分类要求。这种方法突破了形态参数分类方法6种地貌类型的限制,分类种类达到10种;通过SOM聚类分析,自动获取阈值,从而减少了人为主观因素的干扰。地貌形态分类取得较好效果。     

基于数字填图系统的遥感等数据在构造-地层分区 和地层单位识别中的应用 ——以1∶25万民和县幅、临夏市幅和定西市幅数字地质填图为例

在甘肃和青海交界地区的1：257Y民和县幅、临夏市幅和定西市幅数字区域地质调查中,以“数字填图系统（RGMAP）”为平台,使用遥感ETM^＋数据和地形数据对岩石地层进行了信息挖掘。数据准备主要是遥感和数字地形多源信息的提取和预处理．从数字地形图的等高线数据中提取高程,进而提取汇水网络等水文信息和地形参数。遥感数据经过地形校正、线性增强、色彩拉伸,进行空间分辨率增强,经彩色合成并结合数字高程,实现了对调查区构造-地层区划和部分岩石地层单元的识别。实践证明该项工作是地质填图的重要辅助手段。     

基于DEM的白龙江流域构造活动定量分析

白龙江流域地处青藏高原向黄土高原过渡的斜坡急剧变形带,是我国泥石流、滑坡灾害最为严重的地区之一,由于流域受多条断裂带的影响,内部相对构造活动强度存在差异,因此对该地区构造活动程度的研究显得尤为重要。本文基于SRTM3-DEM数据,利用GIS技术提取了白龙江流域33个子流域的面积高程积分（HI）、河流阶梯指数（SL）、流域盆地不对称度（AF）、流域形状指数（BS）、谷底宽度与谷肩高度比（VF）等5种地貌参数。然后对5种地貌参数进行分级,求取5种地貌参数分级值的算术平均值,作为评价研究区的构造活动程度（Iat）,分为弱、中等、较强和强四类。研究结果表明,白龙江流域中上游地区构造活动程度为中等至强（Iat≤2）,这与该地区受青藏高原隆升效应及断裂带走滑作用相一致。下游地区构造活动程度相对弱（Iat>2）,地貌差异不明显,这与该地区主要断裂带第四纪以来活动性弱有关。研究结果与区域的地质背景相一致,该研究对利用地貌参数进行流域的活动构造量化分析具有借鉴意义。     

1972-2016年东天山哈尔里克山地区冰川物质平衡研究

新疆哈密地区是世界上极端干旱的地区之一,依托高峻的哈尔里克山发育的现代冰川成为维系本区绿洲生存与发展的固体水库。对哈尔里克山地区冰川的监测与研究可获得本区冰川对全球气候变化的响应,也为哈密地区的水资源评估、生态建设与绿洲经济的可持续发展提供基础数据与理论支持。基于地形图、SRTM DEM和资源三号立体像对等数据,采用大地测量法对哈尔里克山地区自地形图成图以来44年间冰川物质平衡进行了研究。结果表明：1972-2016年间冰川平均表面高程下降了（9.15±0.98）m,冰川物质平衡为（-0.18±0.02）m·a^-1 w.e.,冰量损失显著。其中,1972-1999年间,冰川物质平衡为（-0.04±0.01）m·a^-1 w.e.,冰量损失较缓慢;1999-2016年间,冰川物质平衡增至（-0.36±0.05）m·a^-1 w.e.,冰量损失加剧。此外,南北坡的冰川物质平衡空间差异性明显。1972-1999年间,北坡冰川物质平衡为（-0.05±0.01）m·a^-1 w.e.,南坡冰川物质平衡为（-0.02±0.01）m·a^-1 w.e.,北坡冰川物质损失略大于南坡;1999-2016年间,北坡冰川物质平衡为（-0.27±0.04）m·a^-1 w.e.,南坡冰川物质平衡为（-0.45±0.05）m·a^-1 w.e.,南坡冰川损失量远大于北坡。结合哈密与伊吾气象观测资料分析可知：冰川的物质平衡与气温变化呈现出很强的相关性,研究区的降水量自20世纪50年代以来呈增加趋势,但温度变化对冰川物质平衡的影响大于略微增加的降水的影响。1999年后,南坡冬夏季气温的增长幅度均超过北坡,这是南坡冰量损失加剧的主因。