浅谈地形剖面图在教学中的运用

地形剖面图是指沿着地表某一方向的垂直断面的图形，可以直观地看出某条线上的地面的起伏和坡度的陡缓。在教学中常用来说明地形特征、解释地壳构造等。根据教学大纲的要求，不要求学生掌握地形剖面图的绘制过程，但要求学生会阅读它。对于一些简单地形剖面图，要求学生①能看懂剖面线的走向；     

一种基于TIN的地形剖面线生成算法

在目前已有基于规则格网(Grid)生成地形剖面线的基础上，提出了一种适用于不规则三角网(TIN)的剖面线生成算法。该算法充分利用TIN中各三角形间存在的拓扑关系，实现了与剖面线相交三角形的快速搜索，大大提高了算法的执行效率。由于地形简化后的TIN仍保留三角形间的拓扑关系，该剖面线生成算法还适用于多分辨率的海量TIN数据。     

中国陆地边界地形剖面谱研究初探

以根据DEM绘制的中国陆地边界地形剖面作为底图,分别叠加气候区划、土壤区划、植被区划和民族分布,构建了中国陆地边界地形剖面谱.在此基础上,结合4个地形剖面谱及统计结果,分析了各地理要素沿陆地边界的分布格局及其与地形的关系,并阐释了各图谱之间的关联关系.中国陆地边界地形剖面谱具有直观性、简洁性、可量测性、可对比性、图谱性五大特征,为研究线状地理对象地形和其他要素的空间分布特征及相互作用机理提供了新的切入点.     

基于ArcGIS的条带剖面提取方法在地貌分析中的应用

条带剖面提取方法是利用数理统计原理,获得垂直于剖面线方向上一定缓冲区范围的高程信息,计算最大、最小和平均高程以及地形起伏度,把地形剖面图对线状地形起伏特征的描述转化为对面状地形起伏特征的描述。该文基于ArcGIS 9.3对三峡地区SRTM-DEM数据进行了条带剖面提取方法研究,实现了基于ArcGIS的条带剖面提取技术流程。应用条带剖面对三峡地区地形地貌进行了定量分析,该方法可快速提取条带剖面,能准确获取高程属性的相关统计参数,对地形地貌信息提取和定量分析具有一定价值。     

基于Matlab的Durov三线图的实现

水化学分类是实现水资源可持续开发利用的重要前提之一。Durov三线图作为主要的水化学分类图因绘制复杂而限制了其在现实中的应用,且一些常见的水化学软件也不具备绘制Durov三线图的功能。Durov三线图包括原始型Durov三线图及在其基础上演变而成的扩展型Durov三线图。通过介绍两种Durov三线图的差异、组成特征和投影原理,提出了在Durov三线图中建立坐标系的方法,并推导了将水化学数据投影到Durov三线图的公式。在此基础上,阐述了基于Matlab语言编程实现原始型Durov三线图和扩展型Durov三线图的方法和流程,并以公开发表的数据绘制了两种Durov三线图。基于相同的数据比较发现,相关水化学软件绘制的原始型Durov三线图及一些公开发表的研究成果中的扩展型Durov三线图与本文所用Matlab语言绘制的Durov三线图相一致,表明该程序准确可行。本程序既可以实现原始型Durov三线图的绘制,也可以实现常见水化学软件不能完成的扩展型Durov三线图的绘制。该程序的应用,将有助于Durov三线图的高效应用,特别是扩展型Durov三线图的应用不但可以作为水化学分类的依据,同时还可以指示某些水化学过程。     

由计算机产生建造地貌立体模型之模片

本文叙述两种用于绘制建造三维地貌立体模型所需模片的制图算法。从美国国防制图局的1:250000比例尺数字地形磁带中提取高程数据,用来组装等高线立体模型和剖面立体模型。     

青藏高原西北缘地形抬升速率与地质年代的关系

基于数字高程模型数据和地质数据,首先对青藏高原西北缘西昆仑山脉的山脊线和山麓线进行地形剖面及其地面组成物质形成的地质年代分析,据此获取了从西北到东南的5座典型山峰:昆盖山、慕士塔格山、塔什库祖克山、慕士山和托库孜达坂山的相关数据;然后以公格尔山为例,探讨了山峰区域典型地形剖面线的获取方法;最后对5座山峰进行了典型地形剖面获取及其对应山体组成物质形成的地质年代分析,计算了每座山峰在不同地质年代的组成物质下的地形抬升速率.研究结果表明:西昆仑山脉从西北到东南的5座典型山峰,地形抬升速率在两端较大,中间部位则相对较小,在塔什库祖克山最小,呈近似“V”形;从西北部的昆盖山到东南部的托库孜达坂山,山体组成物质形成的地质年代数量为3-4-5-4-3,呈现先增多后减少的变化趋势,呈“A”形;因此,地形抬升速率与地质年代数量之间呈现负相关的关系.     

基于DEM数据的北天山地貌形态分析

基于SRTM3-DEM数据,运用GIS空间分析技术,通过面积-高度积分、地形高程(平均高程、最大高程、最小高程)、地势起伏度及地形剖面线方法,对北天山的地貌特征进行了初步分析。结果表明,北天山山势险峻并且呈NW-SE走向,显示天山受南北向水平挤压隆升作用。近S形的面积-高度曲线、偏高的面积高度积分值表明北天山地区处于构造活跃时期,地貌发育属壮年期的早期阶段。地形高程剖面线揭示了北天山存在3级夷平面地貌特征,地势起伏度变化幅度最大地区则是受陆内挤压构造应力影响地形抬升最强的地区。     

DEM随机噪声误差去除方法研究——以黄土沟沿线地形剖面为例

在黄土高原数字地形分析中,基于DEM提取的地形参数和地貌对象是研究黄土地形地貌特征的基础。但在使用这些对象和参数进行小流域尺度的数字地形分析时,DEM数据中隐含的噪声在一定程度上会影响分析结果的可靠性。该文以分别位于陕北黄土丘陵沟壑区(绥德)和黄土塬区(淳化)的两个小流域为试验区,以国家基础地理数据库5m分辨率DEM为实验数据,以黄土地貌中最具典型特征的沟沿线为研究对象,对其地形剖面所隐含噪声的特征、提取及去除方法进行了研究。实验中采用EMD-MFDFA和EEMD-MFDFA两种组合方法对上述两个小流域黄土沟沿线地形剖面数据进行了分析。实验结果显示,沟沿线地形剖面数据噪声与地形复杂程度有很大关系;同EMD-MFDFA方法相比,EEMD-MFDFA对去除噪声成分具有更好的效果;EEMD-MFDFA方法在上述两个样区的沟沿线原始剖面与降噪后重构地形剖面的RMSE分别为2.053m和3.188m。     

基于知识的地质剖面图生成器研究和实现

三维数据的获取一直是地质体可视化的难点,三维剖面建模技术通过二维的剖面图来描述地层等信息,将三维问题二维化,为三维数据获取提供了解决方案。但在利用计算机自动绘制剖面图的过程中,不但需要钻孔数据,还需要利用专家知识来绘制剖面图,因此提出将已有的专家手工绘制的剖面图作为一个重要的数据来源,生成虚拟钻孔数据,获取剖面生成知识。在此基础上,给出基于知识的剖面器开发方法,研究剖面图的数据模型和知识应用模型,并给出剖面图生成实例。     

海南文昌涣文村老红砂剖面的磁化率测量及意义

通过对海南文昌县涣文村老红砂剖面的野外调查和磁化率测量, 绘制了该剖面磁化率曲线; 分析了剖面磁化率特征与剖面颜色及红化过程的关系。指出剖面磁化率可以作为反映老红砂堆积过程中(及以后)气候变化的物理参数。开展老红砂堆积连续剖面的磁化率测量, 以此进行气候地层的划分与对比, 对华南沿海乃至更大范围环境变化的研究具有重要意义     

基于ArcView剖面图的绘制——以兴国县龙岗镇为例

地形剖面图在现代生产和科研方面都有着广泛的应用,地形剖面图能直观地描述沿特定方向的地形起伏变化,在地形地貌分析中具有重要的作用,在实际的地貌分析中剖面图能准确地反映出高程变化的统计特征,有助于地形与地貌之间空间关系的提取和分析。本文以江西省兴国县龙岗镇为例,通过对相关数据的采集分析处理建立该镇的DEM,利用ArcView软件实现剖面图的自动绘制,在绘制的剖面图上可以很直观地看出龙岗镇的地形为西北部和东南部地势较高而中间部分地势较为平坦。     

疏勒河上游流域地面坡谱特征

坡谱是以某项坡面因子为自变量,其对应的地面面积为因变量所构成的统计图表或模型。坡谱用微观的地形因子反映宏观的地貌特征的空间分异。以ASTER GDEM V002作为基础数据,利用Arc GIS中数字地形分析工具,提取了疏勒河上游流域的地面坡度、坡向、坡度变率、坡向变率,并分别进行了面积统计,绘制了坡谱曲线。结果显示:研究区以陡坡、斜坡为主,二者占总面积的74.16%,陡坡主要分布在疏勒南山、托来南山,斜坡则主要分布在山脉与盆地的过渡地带。在疏勒河盆地和昌马盆地,坡度变率较小,而坡向变率则较大。疏勒河上游流域地面坡谱反映出研究区地面起伏大,地形破碎。坡度变率、坡向变率对山脊线、疏勒河沟沿线具有重要的指示作用。     

GPS-RTK测量技术在地形测绘中的应用

GPS-PTK技术广泛的应用,已经成为工程施工建设中不可或缺的技术之一。在地形测量工作中充分运用GPS-RTK的优势,可以快速完成地形的信息采集和图形测绘等,例如高程属性、位置属性等,由于其在实测过程中添加代码方便,所以在后期绘制地形图中极大地提高了工作效率。本文通过结合唐山三友盐化有限公司盐田改造工程施工建设,对GPS-RTK技术在1∶2000陆域地形测绘以及1∶2000水域地形测绘中的应用进行了研究和探讨。     

面向大规模动态地形可视化的LOD组织与调度技术

地貌演化等地表过程的分析模拟实时产生系列地形数据,该动态过程的可视化对性能要求较高,传统基于预处理的方法计算量大、绘制延迟明显。面向大规模动态地形可视化,提出一种LOD预处理与实时更新相结合的混合调度技术,基于场景图对动态地形LOD建模与组织,建立多线程模型实现地形瓦片的动态更新和绘制。对于每次迭代计算产生的新地形,该方法以LOD瓦片的动态调度替代传统的静态预处理方法,与地表过程计算同步更新瓦片,且仅重新计算和渲染当前视域和分辨率下地形发生变化的局部瓦片,通过LOD的局部动态更新避免可视化数据的全局重新生成,显著降低过程模型计算和结果更新对渲染过程的影响,提高整体的可视化性能。     

面向山地灾害动态过程仿真的地形三维建模与可视化

基于山地灾害动态过程仿真需要的考虑,并针对该动态过程仿真时渲染数据量过大所造成的实时性较差的问题,提出了利用改进的三角形二叉树LOD算法实现地形三维建模与可视化的方法。算法对山地地形数据进行了分层和分块的预处理,用三角形二叉树表示地形网格,并结合视点和局部地形的粗糙程度,动态的载入所需的地形块和释放无用的地形块,使得内存中的地形数据维持在一定范围内。实验结果表明;在对地形渲染不失真的前提下,本方法能够有效地提高地形绘制的效率,可应用到大规模山地地形的三维建模与可视化中去,为整个山地灾害的动态过程仿真奠定了良好的基础。     

基于增量段式的地形数据存储模型设计及算法实现

在研究地形多分辨率细节层次模型构建理论的基础上,提出了结合地形特征的模型细节层次的细分过程,改进了基于外存的数据存储设计方法。设计了基于增量段式存储的数据组织方式,研究了地形数据绘制过程中的裂缝现象,引入模型高度损失误差计算方法,通过采用增删高程点的办法,消除了绘制图形中的裂缝。以某地区的DEM数据为实验数据,采用C++和OpenGL编程实现了地形的绘制。结果表明：本存储策略优于传统存储策略,通过增量段式的形式存储不同分辨率的高程点,重叠的高程值不再重复存储,以节约外存空间,减少了数据冗余度,I/O操作时间提高率为25%。且随着数据量增加,I/O操作时间提高效率更为显著。该存储设计将物理分块、逻辑分层、索引检索方法结合在一起使用,在减少外存占用率、降低数据量加载的同时,也提高了数据扩展的灵活性。当增加地形分块时,不会影响原有分块和存储结构。实验效果与原始地形非常相似,保证了生成的细节层次模型的真实性。此外,针对DEM实验数据,在加载非相邻分辨率等级层次的数据时,地形绘制过程出现裂缝的问题,通过删除高程点的办法来消除裂缝,取得了很好的实验效果。     

颠覆列车强风数值模式参数敏感性对比分析

新疆的三十里风区是著名的风口,兰新线和南疆铁路线横穿此地,时有列车被强风颠覆,对铁路运输影响很大,急需大风精细预报。数值模式中有许多参数,如何确定改进预报最显著的参数是个问题。采用MM5V3模式做模拟实验,设计3重嵌套,最小格距3km,用30″数字高程数据生成模式地形。分析表明,3km格距模式分辨率对地形有较为精确的表达。无论东西剖面还是南北剖面,3km所预报的风场更为详细,风速预报更准确;不仅可以预报出强的下坡风,亦可以预报出地形波列。对强风预报而言,模式水平分辨率是一个敏感因子。     

激发极化法在青州铅多金属矿区的应用效果

目前激发极化法是多金属矿床勘查中最有效的物探方法之一,在综合分析勘查区地质资料的基础上,合理布置测线,选择合适的装置,通过激电中梯剖面查明工作区内金属硫化物矿体的分布情况,并根据异常位置的地形地质条件布设激电测深,通过整理分析数据,了解矿(化)体在地下的展布情况,预测成矿有利区段。     

基于DEM脊点跟踪的山脊线编码与分级

山脊线是构成地形骨架的主要地形特征线之一,它与沟谷线共同控制着地形整体走势。山脊表现为与沟谷类似的层次分支结构,但却不具备沟谷线水流方向明确的特性。本文在借鉴沟谷线分级思想基础上,提出一种基于DEM脊点跟踪的山脊线编码分级方法,通过修正流域边界线提取山脊线,找到各等级脊线起始点,搜索并编码出相应等级的完整山脊线。通过宜君和韭园沟两个小流域进行验证,并与流域边界最高级分级法对比。结果表明,本文编码方法可以有效反映出山脊线层次,山脊线等级划分相对细致,与同一阈值下沟谷线等级匹配性较好。该研究可为地形结构特征分析提供方法参考,为多尺度地形综合提供技术支撑。