地形起伏度最佳分析区域预测模型

地形起伏度指分析区域内最高点和最低点之差,反映宏观区域内地形的起伏特征,是描述地貌形态的定量指标。确定最佳分析区域是地形起伏度提取算法的核心步骤,以及决定地形起伏度提取结果有效性的关键。本文以全国范围内随机选取的78个实验区域、三种不同尺度的DEM数据作为实验对象,分别进行系列分析区域尺度的地形起伏度计算,建立了基于微观地形特征因子的地形起伏度最佳分析区域预测模型。实验表明：相同区域、不同尺度的DEM数据提取的地形起伏度存在差异,DEM尺度相差较小时,地形起伏度的差异也较小;地形起伏度和实验区域的最大高程、区域高差、平均坡度和平均坡度变率等地形特征因子存在强相关关系;当置信水平为0.05时,预测模型拟合参数的准确率达到95%以上,证明预测模型可以有效地确定最佳分析区域的取值范围。     

基于DEM的水土流失分析

数字高程模型（DEM）是地理信息系统地理数据库中最为重要的空间信息资料和赖以进行地形分析的核心数据。数字地形模型从已知3维坐标的散乱点和已知高程的等高线出发,构筑地形表面,以数字的形式表示实际地形特征的空间分布,从而建立起相关区域内任一点的地形情况。利用数字高程模型进行宏观地形因子和微观地形因子的分析,直观地显示研究区域的地貌形态,为水土流失监测、分析、治理提供了重要的科学依据。     

不同DEM尺度下推方法的精度差异性分析

尺度问题一直是地学研究的重要内容,尺度下推对于比较和整合不同的DEM数据集,校准和验证一系列数字高程模型具有重要意义。本文以尺度下推采样方法为切入点,研究尺度变换后地表形态保真特征,进而对不同DEM尺度下推方法进行精度差异性分析。基于1∶250 000 DEM数据,利用多种方法将其尺度下推到1∶50 000的DEM,并根据高程变异系数和地表形态变异系数对结果进行质量评价,以此丰富地形序列图谱DEM构建过程中地形综合的程度序列,弥补尺度下推过程中地形形态保真的不足,完善尺度变换方法体系。     

数字地貌晕渲图的地形信息量评价

提出一种数字地貌晕渲图像的地形信息量计算方法,其原理是利用数字图像领域的理论和方法对晕渲图像进行处理,通过判定晕渲图地形特征像素,得到晕渲图的特征图,再基于信息论相关理论计算得到数字晕渲图的地形信息量。并利用不同地形区域DEM进行地形信息量的计算与验证分析,实验发现,基于该方法所计算出的数字晕渲图像的地形信息量与其所基于的原始DEM的信息量具有相似的对应关系,表明该方法所计算得到的信息量具有可比性,对数字晕渲图的地形信息量评估及其与要素叠加的尺度一致性和信息载负量研究具有很强的实际意义。     

不同空间尺度DEM地形信息容量综合对比研究

DEM包含了大量地形信息,是进行地形分析的基本数据。由于DEM数据的多尺度因素,加之地形、地貌特征具有宏观性与区域分异性的特点,不同尺度下的DEM地形信息容量具有较大的差异。本研究选取黄土高原地区的绥德、佳县、富县和宜君县四个实验样区,以Arc view/GIS软件为技术平台,提取了基于DEM数据的地形因子,并运用比较分析与数理统计的方法,对地形因子的提取结果进行了分析,获取了单一值因子的量化表达模型,确定了DEM地形信息容量与分辨率、地域及比例尺之间的量化相关关系,并在此基础上分析了DEM地形信息容量在不同空间尺度上的分异规律。     

地形起伏度最佳分析区域研究

地形起伏庹是指定分析区域内最大相对高程差,反映地面相对高差,描述地貌形态的定量指标.确定实验样区的最佳分析区域是地形起伏度提取算法中的核心步骤和决定区域地形起伏度提取效果与有效性的关键.基于64幅实验样区数据进行多尺度地形起伏度计算,试图确定地形起伏度的最佳分析区域.实验结果表明:实验样区的地貌特征和最佳分析区域并不存...     

基于小波多尺度分析的DEM数据综合研究

在同一地区,随着数字高程模型(DEM)分辨率的降低,或者地形图比例尺的缩小,DEM或地形图所描述的地形表面的细节部分不断舍弃而表现出宏观的骨架特征。本文将小波多尺度分析方法和方根模型结合模拟这一过程,由基于1:1万比例尺地形图建立的DEM生成了两种新的较小比例尺DEM,对比不同比例尺等高线可知,较小比例尺保持了较大比例尺的山体轮廓、山脊、谷地走向等地貌形态的塑造。采用坡度和剖面曲率两个参数及信息论的方法,分别对原始DEM和新生成的DEM进行分析和验证,结果表明,DEM经过数据综合,不但地形表面的轮廓越来越平缓,而且地形表面的细节也越来越平滑。利用方根模型作为小波高频系数阈值选取的依据更贴近于传统制图综合方法,能够将比例尺的改变与综合程度结合起来,实现任意比例尺DEM的自动综合。     

小波变换派生DEM尺度下推适宜性范围探讨

基于DEM进行地形分析时,DEM尺度的转换会引起地形属性的变化。基于小波变换派生多尺度DEM数据,利用选取的地形参数对其数字地形分析适用性进行研究。通过分析DEM尺度转换中的地形分析效应变化趋势,探讨小波变换派生DEM多尺度数据的适宜性范围。     

自1:10000比例尺DEM提取地形起伏度--以陕北黄土高原的实验为例

地形的起伏是反映地形起伏的宏观地形因子,是比较适合区域水土流失评价的地形指标,在区域性研究中,利用DEM数据提取地形起伏度能够快速、直观的反映地形的起伏特征。1∶10000比例尺DEM具有越来越广泛、重要的应用,系统探讨基于其提取地形起伏度的方法具有重要的理论和实践意义。本研究以陕北黄土高原不同地貌区的DEM数据为实验数据,依据地貌发育的基本理论,GIS的窗口递增分析方法结合自然地理单元———小流域划分方法,通过对比分析,确定不同地貌区的地形起伏度。通过对实验结果的对比分析证明,该方法是一种比较通用、有效的方法。     

点坡度熵在地形简化中的应用

坡度是定量描述地貌形态特征的重要因子。针对DEM坡度在地形简化中应用研究较少的现状，本文基于信息熵理论提出了点坡度熵（SEP）概念，构建了量化地形信息的点坡度熵模型，研究了基于点坡度熵的地形简化方法。结合试验样区数据，将常用的重要点法与该方法进行了应用对比。结果表明，该方法可有效保留地形骨架信息，取主舍次效果优于重要点法。该方法对后续DEM地形简化研究具有一定参考价值。     

基于地统计学的黄土高原地貌分异规律研究

地统计分析是研究区域化变量的重要手段,以陕北黄土高原为研究区域,采用数字地形分析结合地统计学的方法进行地形空间分异规律研究。选取神木、绥德、延川、甘泉、宜君、长武、淳化7个样区,从变程、偏基台值、块金值3个指标,分析了黄土高原地区高程、坡度、剖面曲率和平面曲率在空间上的分异规律。结果表明,高程的块金值变化与地形粗糙度存在正相关关系,坡度的变程变化与粗糙度呈负相关关系,剖面曲率的块金值变化与粗糙度一致。黄土高原整体地形由南至北呈平缓—破碎—平缓的变化特点。     

Extraction of morphotectonic features from DEMs: Development and applications for study areas in Hungary and NW Greece

A procedure for the consistent application of digital terrain analysis methods to identify tectonic phenomena from geomorphology is developed and presented through two case studies. Based on the study of landforms related to faults, geomorphological characteristics are translated into mathematical and numerical algorithms. Topographic features represented by digital elevation models of the test areas were extracted, described and interpreted in terms of structural geology and geomorphology. Digital terrain modelling was carried out by means of the combined use of: (1) numerical differential geometry methods, (2) digital drainage network analysis, (3) digital geomorphometry, (4) digital image processing, (5) lineament extraction and analysis, (6) spatial and statistical analysis and (7) digital elevation model-specific digital methods, such as shaded relief models, digital cross-sections and 3D surface modelling. A sequential modelling scheme was developed and implemented to analyse two selected study sites, in Hungary and NW Greece on local and regional scales. Structural information from other sources, such as geological and geophysical maps, remotely sensed images and field observations were analysed with geographic information system techniques. Digital terrain analysis methods applied in the proposed way in this study could extract morphotectonic features from DEMs along known faults and they contributed to the tectonic interpretation of the study areas.     

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。     

输电线路的数字微地形自动提取方法

微地形是输电线路工程安全运行、电线积冰风险区划和线路建设期能耗计算等工作的重要基础,实现输电线路微地形的合理提取是复杂地形条件下电网工程建设的前提与保证。针对传统输电线路微地形提取存在决策知识模糊、主观因素影响大和缺少定量提取指标等问题,依据规程中微地形分类体系,提出了以地形位置指数、坡度、相对高程和水体距离为特征因子的组合表达输电线路微地形提取决策方案,利用数字地形分析技术建立了输电线路微地形自动提取方法。以2012—2018年某电网公司9条输电线路域栅格数字高程模型数据进行提取实验,实验结果与分析表明,所提方法能够有效提取垭口地形、高山地形、抬升地形、峡谷地形和水汽地形5类典型输电线路微地形,且揭示了微地形分布与线路灾害发生的相关性,可为电网建设可行性论证、线路精细化设计等提供技术支持。     

基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析

地形特征是人们用于描述空间过程变化的重要指标,地形特征的提取是进行测绘、资源调查、环境保护、农林种植、城市规划、灾害防治及地学调查等地理空间相关研究的基础。本研究以宁明县为例,利用高精度DEM进行数字地形分析,实现了高效快速、客观准确地提取地形特征参数,为后续涉及空间信息的研究奠定了基础。     

Methods and applications of a geomorphological GIS: a case study in the Ordos region of China

An information system designed for geomorphology has been established employing GIS tools, statistics, fuzzy mathematics, digital image processing and finite element analysis. In addition, we have reorganized and proposed a series of quantitative geomorphic analysis modules (quantitative analysis, information compound, division and assessment, dynamic simulation and prediction), and developed new technology in computer-aided geomorphic mapping.Then, by the methods mentioned above, we have made a quantitative analysis in a case study and worked out a map series which consists of about 100 maps on morphotectonics in the Ordos region in China.This work contributes to the development of geomorphology, the theory and applications of GIS, and research on regional morphotectonics, which shows that a GIS-based approach to geomorphic modelling has distinct advantages over traditional methods.     

基于GIS平台的地形信息提取方案设计——以榆林市绥德县为例

人们很早就开始研究地形信息提取的技术,而传统的地形分析是基于二维平面地图进行的,从基于纸质地图到基于数字地图的地形分析,是地形分析手段和功能的一次重大突破。随着科学的发展,三维虚拟现实环境中的地形分析,使分析结构以可视化的状态更准确、更立体地表现出来,这又成为GIS历史上一个质的飞跃。地形信息的提取与分析,在水文学、地貌土壤学、生态学、工程学等领域都是有广泛应用的,所以,地形因子的提取成为本课题的重要研究方向。     

基于DEM的山地鞍部点分级提取方法

本文以地形起伏变化较大的陕北黄土丘陵沟壑区为例,通过流域边界线上高程相对低点的自动识别,实现基于DEM数据的地面鞍部点自动获取。实验结果显示,采用该方法所提取的地面鞍部点具有层次结构显著、提取精度高、操作简便、便于确定重要性等级及与山顶点空间关系等优点,对于DEM地形特征点簇的构建与分析具有重要意义。     

地形模型数控雕刻技术研究与实现

针对传统的地形模型加工方法引起的地貌表达失真和加工效率低等问题,该文提出了基于数字高程模型的地形模型数控雕刻技术。采用地形图形特征化处理地貌特征失真和微地貌丢失问题,较好地表达了区域地貌特征;依据地貌特征优化雕刻参数匹配求解地形模型的精细雕刻和加工效率之间矛盾,实现了地形模型的精确表达和快速加工。生产实验结果表明,地形模型数控雕刻技术不仅解决了地貌特征表达问题,提升了地形模型的表达力,还实现了地形模型的快速成型。研究结果对地形模型的开发和应用具有重要的参考价值。     

基于Delaunay三角网模型的等高线地形特征提取及谷地树结构化组织

基于Delaunay三角网模型在矢量等高线基础上通过弯曲特征分析，给出了一种地形结构特征提取及谷地树组织的方法，与传统的基于DEM或TIN数据结构提取地形特征的方法相比，该方法不仅得到了谷地系统在平面图上的拓扑结构，还获得了河谷在空间分布上的汇水范围，依托矢量线、多边形的几何关系判断，增强了谷地树组织中的结构化，避免了DEM方法中的噪音干扰，方法的核心是Delaunay三角网在单根等高线弯曲深度表达上的层次结构识别。基于系统地实验详细讨论了3种树的结构化组织：等高线弯曲特征嵌套结构表达的二叉树、谷地系统拓扑关系表达的平面结构树、水文意义上主支流河谷表达的语义层次树。