多源DEM融合的高差拟合神经网络方法

本文侧重于介绍智能化摄影测量机器学习的高差拟合神经网络方法。观测手段和处理方式等限制导致全球高质量无缝DEM数据的缺乏,进而制约了它在水文、地质、气象及军事等领域的应用。本文提出了一种基于高差拟合神经网络的多源DEM融合方法,尝试融合全球DEM产品SRTM1、ASTER GDEM v2和激光雷达测高数据ICESat GLAS。首先,根据ICESat GLAS的相关参数及与DEM数据的高程差值,结合坡度自适应的思想设置高差阈值对ICESat GLAS进行滤波,剔除异常数据点。然后,以ICESat GLAS数据为控制点,利用神经网络模型拟合ASTER GDEM v2的误差分布。以地形坡度信息和经纬度坐标作为网络输入,ICESat GLAS和ASTER GDEM v2的高程差值作为目标输出,训练得到预测高差,将其与ASTER GDEM v2高程值相加即可获得校正结果。最后,引入TIN差分曲面的方法,利用校正后的ASTER GDEM v2高程值对SRTM1的数据空洞进行填充,融合生成空间无缝DEM。本文通过随机选取数据进行真实试验,对模型进行了精度验证,并给出了处理结果的定量评价和目视效果。结果表明,不论是空洞还是整体区域,本文方法相比其他DEM数据集和其他方法的处理结果都能够在RMSE上表现出优势,同时,本文提出的方法能够有效克服ASTER GDEM中异常值的影响,得到空间无缝DEM。     

一种顾及坡度因子与极值的地表面积计算法

针对局部地形的非线性变化与图形的极值信息对地表面积计算结果的影响,提出了一种顾及坡度因子与图形极值的地表面积计算法,分析了地表面积计算理论与误差。最后以中国西部具有典型地貌特征的两县数据为例进行试验分析。试验结果表明,该方法在一定程度上对局部地形逼近具有一定的改进,宏观上与规格格网交叉对角划线法具有一定的相似度。文中推导的三角网面积传递误差可初步表明考虑局部地形坡度因子与极值的地表面积计算结果可靠性更高。     

考虑坡面稳定的黄土高切坡设计研究

通过泥沙运动力学分析了在坡面流作用下土颗粒的受力情况,建立了临界坡度的计算公式。在此基础上,综合考虑坡角的优化设计、单级坡高的确定及平台的约束三个方面研究了黄土高切坡的设计。通过工程实例分析表明,考虑坡面稳定的黄土高切坡设计方法是合理的。因此,建议边坡开挖时开挖坡角以及开挖形式既要满足坡体稳定性的要求也要满足坡面稳定的要求。     

介绍一种水力坡度计算新方法

水力坡度值计算在水文地质计算中占有相当重要的位置,目前多采用的是传统的计算方法,即齐姆三角形图解法。由于图解法的基础是“图解”,而实际作图求解的过程往往是在小比例尺的图上,其求解精度与制图精度有直接的关系,尤其是水力坡度值多为1％或1‰的小数,则其精度对定量计     

基于DEM的土地整理工程设计中的坡度分析研究

科学准确的坡度分析是丘陵山区土地工程设计的前提和保障。主要就坡度分析的技术路线、实施步骤和办法进行比较深入的探讨,以期为工程设计提供科学依据。     

考虑局地因素坡向影响的青藏高原工程走廊冻土分布与制图研究

通过Pearson相关性分析,选取对青藏高原工程走廊多年冻土分布影响较大、在GIS技术支持下较容易量化的坡向因子,结合走廊内2000-2010年29个钻孔点的地温监测数据,建立了年均地温与坡向、纬度和高程的关系模型.根据高原冻土工程地温分带指标,制作了工程走廊内符合实际的冻土分布图,由面积统计结果知:多年冻土区占整个区域的94.06％,其中,低温稳定带占多年冻土区面积的15.94％,主要分布在风火山和可可西里的高山基岩区;低温基本稳定带占16.97％,主要分布在风火山及可可西里丘陵地带;高温不稳定带占48％,主要分布于可可西里和北麓河盆地东缘;高温极不稳地带占19.09％,主要分布于北麓河盆地和楚玛尔河高平原.     

盾构法施工中楔形体模型滑裂面倾角的研究

在盾构开挖面极限支护力的计算理论中,楔形体模型由于简单、直观而得到广泛的应用,但确定滑动面倾角 较为繁琐,尤其是在迎坡条件下的研究较少。在梯形楔形体模型的基础上,通过引入盾构隧道的纵坡坡度角θ,建立了迎坡条件下的盾构开挖面极限支护力计算模型,推导出开挖面极限支护力计算公式。对开挖面支护力计算值的数据分析发现,不考虑渗流力和黏聚力的影响时,滑动面倾角 仅受隧道线路纵向坡度角 的影响较大,而土的内摩擦角c、重度 、开挖面直径D、埋深H和地表附加应力q对其影响很小;考虑黏聚力c的影响时,c≤11 kPa时滑动面的倾角 随黏聚力的增大逐渐减小,且当黏聚力、内摩擦角和开挖面直径一定时,滑动面倾角 只在某一特定数值附近小幅度变化,同时当开挖面直径D>5 m时,滑动面倾角随开挖面直径的增大而增大;土的重度、地表附加应力和埋深对滑动面倾角的数值影响不大,计算滑动面倾角时可不考虑它们的影响。在分析研究基础上得到了滑动面倾角 的计算公式,简化了极限支护力的求解过程。     

雪线时空分布及与地形因子相关性分析

采用青海玉珠峰1998、2010、2013、2015年7月份四期SPOT5及QuickBird遥感影像(1998年为航片),解译冰雪范围线,对冰雪覆盖区域的时空变化特征进行分析。获取2013年雪线高程,利用30 m分辨率的SRTM-DEM提取坡度、地形曲率、地形起伏度等地形因子。在气温、降水条件基本相同的情况下,对不同的海拔范围采用回归分析推算雪线高程与地形因子的相关关系。结果表明,随着海拔的升高,雪线高程与地形因子的相关性有逐步增强的趋势。当海拔达到约5 500 m时,雪线高程与坡度、地形起伏度、剖面曲率、平面曲率的相关系数分别为0.509、0.517、0.141、0.221,地形起伏度与坡度是对雪线分布影响相对较大的地形因子。