基于不同分辨率DEM提取坡度值的转换关系研究

基于DEM提取计算单元坡度是分布式水文模型构建的重要手段之一,通过研究不同分辨率DEM对WEP-L模型计算单元坡度的影响及其转换关系,为模型计算中坡度与其他运算量之间非线性关系带来的计算精度与计算效率之间的矛盾提供解决方案。以NASA发布的30 m分辨率DEM数据为基础,以不同尺度流域(南小河沟流域,面积36.3 km~2;泾河流域,面积4.5万km~2)为研究对象,利用分形结合半方差函数的方法分析低分辨率DEM提取的计算单元坡度向高分辨率DEM提取的坡度信息转换的规律。研究发现以30 m分辨率DEM为基础提取的子流域套等高带结构能够很好地反映南小河沟流域地形"坡度等高分布"的特点;利用分形结合半方差函数的形式能够有效地实现基于低分辨率DEM提取的流域基本计算单元坡度向"真实"地形坡度值转换。根据模型计算需求,给出了不同分辨率DEM数据提取坡度值的转换关系。本研究可为分布式水文模型搭建面临的计算精度与计算效率矛盾问题提供借鉴和参考。     

基于DEM法的变电站工程土方量计算方法研究

土方工程是影响变电站土建项目成本的重要因素,基于DEM法的土方量计算方法是当前土方量计算的一种重要方法,利用DEM法基本原理对计算软件的二次开发及软件的适应性研究是DEM法广泛利用的重要途径。为了验证DEM法在变电站土方量计算方面的可行性,在HTCAD和Arc GIS软件技术平台上,利用DEM法计算不同地形条件下的变电站土方量并对比分析其计算结果。结果表明:两类软件技术平台在计算土方量方面均具有适用性;DEM法在山区计算的土方量结果相关系数为0.99,计算精度最高,但在平原地区仍具有适用性。     

星载SAR干涉测量生成DEM的两个关键技术的研究

以欧空局重复轨道的ERS-1/2数据为例,论述了星载SAR干涉测量生成DEM过程中的关键技术及其实现.讨论了InSAR生成DEM的一般过程,其中的复型数据的高精度配准与相位解缠是生成DEM所必须解决的两个关键.重点论述了达到子像元精度整体匹配技术的复图像高精度配准方法,各种相位解缠方法及其优缺点.通过生成一幅德国波恩地区的DEM,阐述了相应软件的研制及实验结果.     

DEM分辨率对葫芦河流域径流模拟的影响

选取北洛河支流葫芦河张村驿水文站以上控制区域为研究区域,基于ASTER GDEM V2 30 m DEM数据与张村驿水文站1980—1990年实测流量数据,建立流域月尺度的SWAT水文模型,并评价了模型在该流域的适用性,分析了DEM分辨率对流域水文地形特征提取与径流模拟的影响。结果表明:建立的SWAT模型可以用于研究区域的径流模拟;DEM分辨率对坡度、面积、子流域划分影响较大,对高程提取影响较小;不同分辨率的DEM数据对径流的模拟结果不同,其中120~150 m分辨率模型模拟结果较优,DEM分辨率为150~1 000 m时,模拟结果可满足精度要求但存在一定偏差;各模型均存在低估流量值的现象。     

利用DEM计算水库库容曲线的实例分析

水库的库容曲线是水利水电工程计算的重要基础数据,库容曲线获取的常用方法断面法、等高线法虽然简单实用,但是通过库区的概化、存在精度损失,在无实测地形图资料时存在失灵现象。通过分析利用DEM计算水库库容曲线的原理,分别以有实测地形图和无实测地形图2种情况,完成了基于DEM的水库库容曲线计算的实例分析。结果表明:通过实测地形图构建库区DEM计算的水库库容曲线可以应用于工程设计,在无实测地形图的情况下,可利用DEM计算库容曲线为项目前期设计或评估提供参考依据。     

河流信息提取方法比较

通过对常用的利用纸质地形图、遥感影像和DEM数据提取河流信息的方法进行对比分析,并利用常用的遥感影像水体指数法和DEM水文分析两种方法进行了黄河兰州段的提取。结果表明:手工数字化方式提取河流信息简单方便,但结果受主观因素影响明显、效率低;自动提取方式效率高,但原理复杂、提取结果连续性和一致性较差、对算法依赖性大;遥感影像提取结果易于进行空间分析与监测,DEM数据易于水文特征的提取与分析,在平原地区遥感影像提取结果较好,在起伏较大的山区DEM提取结果精度较高。     

基于Sentinel-1双极化的鄱阳湖地形提取方法

数字高程模型可以提供丰富的地形信息,是研究生态环境、地质地貌、地表形变监测等问题的重要基础资料。本文以SRTM DEM作为参考DEM,利用四景Sentinel-1双极化雷达影像对鄱阳湖的数字高程模型进行了反演,更新重建了该区域的地形结果,从可视化和精度两个方面,根据山体阴影图、等高线图、相干系数图和数学拟合模型等对比分析了VV极化和VH极化这两种极化方式反演DEM结果。结果表明：利用雷达影像提取鄱阳湖地形是行之有效的,数字高程模型的分辨率为13.90m,与参考DEM相比,提高了53.67%;根据线性数学模型和二次数学模型对VV极化方式和VH极化方式反演结果进行拟合分析,决定系数分别为0.93和0.94,说明这两种极化方式反演出的DEM结果相似性很高,均可以准确反演出研究区域的地形结果,反演出的湖底地形可为水利部门展开河湖管理提供数据支撑。     

基于Geodatabase的北京城市污水规划辅助系统的开发与应用

第三代空间数据模型(Geodatabase)以ArcInfo作为应用平台,充分利用ArcInfo平台的空间分析功能和Geodatabase关系数据库的属性查询功能辅助城市污水系统规划.系统在北京城市污水处理厂合理布局规划上得到应用,其在自动化程度和方案生成效率等方面,已经被证明优于传统的城市规划工程平台CAD.     

泾河流域DEM流域信息提取

数字高程模型(DEM)代替等高线地形图实现了区域地形表面的数字化表达,其应用十分广泛。水文分析是地学分析的一个重要部分,近年来DEM在水文分析中的应用已经成为研究的热点。本文的研究选区位于泾河流域,采用中国北方1:25万地形图数据为基础生成DEM数据,进行流域信息的提取,得出结论:可以根据汇流累积单元数的阈值来生成不同密度的河网,在利用DEM进行流域信息提取时,要根据研究区情况和研究的目的,选择合适的方式生成DEM数据,以求试验结果达到最佳,更好地为不同单位部门的水资源调度决策研究提供支持。     

适用于大尺度水文气候模式的DEM洼地填充和平坦区处理的新方法

针对传统的DEM(Digital Elevation Model)洼地和平坦区处理方法存在的速度慢等问题,提出了新的DEM处理方法。新方法由两个新算法组成:其一为DEM快速分位数分类算法,此算法先利用DEM的统计特征计算出分位数,然后分类,其时间复杂度仅为O(N),速度远大于传统分类方法的O(NlogN);其二为对分类后洼地和平坦区处理的新算法,此算法从高程最小的一类开始逐类处理,直到处理结束。用90m DEM对不同方法进行评价的结果表明:新方法在保证结果准确性前提下显著提高了DEM洼地和平坦区的处理效率。而且,新方法除了可将洼地填平之外,还可对洼地增加微小高程,生成无平坦区的DEM。新方法已成功地应用到地形指数的计算及TOPMODEL水文模拟,还适用于基于DEM的大尺度水文气候模拟与分析。     

三星堆月亮湾城墙遗址覆土方量计算

利用三维激光扫描技术获取三星堆月亮湾城墙遗址区高精度三维激光点云,实现了任意边界挖填方量的精确计算。采用IDL编制了海量激光点云存储与管理软件LIDARVIEW,应用海量激光点云网格分块技术和动态四叉树空间索引方法实现了海量激光点云数据的存储与管理。提出基于网格分块的地表植被和建筑物的自动过滤技术,建立三星堆月亮湾城墙遗址现状地表的DEM模型。结合三星堆月亮湾城墙遗址的覆土设计方案,得到月亮湾城墙遗址覆土后地表DEM数据和覆土四周边界数据。最后利用覆土前后地表的DEM数据,对三星堆月亮湾城墙遗址覆土方量进行计算。工程实例表明,该方法可以快速、高效地解决复杂工程的挖填方的方量计算。     

基于DEM的清河流域大中小型河流特征值自动提取

在GIS环境下,基于DEM自动提取流域水文特征是数字水文学的重要研究内容之一。本文选取清河流域作为研究对象,利用1:5万DEM数据,通过模拟水流方向、汇流分析、河网提取、河流编码、子流域提取等一系列操作实现了流域面积10km2以上的大、中、小型河流自动提取。研究结果表明:本文设计的技术路线切实可行,提取结果与水利普查发布的结果近似一致。同时指出:辅助多源数据将有助于地势平缓区域河流的自动提取。     

基于RS与GIS技术的数字流域水体信息的提取

针对DEM的误差及时效性可能会导致提取出的水文要素与实际情况出现偏差的问题,提出利用遥感信息与DEM综合提取水系的方法。利用遥感影像,根据NDWI和波段分析相结合的方法提取流域主干河流和面状水域,并用数学形态学对提取出的二值图进行除噪、细化等处理;利用DEM数据,根据流域集水面积阈值与河网密度之间的关系曲线确定临界支撑面积阈值,并通过叠置运算和邻域分析对伪河道等进行合理剔除。综合两者结果,设置遥感水系和DEM水系主干河道校正控制点,并以遥感水系主干河道为基准,对DEM水系中控制点图层进行配准,从而完成对DEM水系位置及面状水域的修正。     

基于流域基本单元的流域离散化模型构建

针对现行流域离散化方法的缺点,引入流域基本单元的概念,在DEM平台上利用ArcView Gis 3.3提取星丰流域的地貌特征值,构建了基于V形基本单元的流域离散化模型。该模型能够充分考虑水流汇集的物理概念,并且能够充分描述下垫面因子的空间变异性,为构建具有物理意义的分布式流域汇流模型提供了前提条件。     

基于DEM数据提取水文流域参数分析

目前,公众可以免费获得全球陆地接近80%区域、精度达到90 m的DEM数据,利用DEM数据可以提取许多重要的水文参数,实际应用中,SRTM DEM数据精度高,形象直观,现实性好,适用于水文科学中,因此充分发挥SRTM DEM数据的作用对水文学研究具有重要意义。     

基于SWAT模型的盘龙江流域径流模拟

为了给日后的滇池治理和昆明市水资源保护利用提供依据,以昆明市区的盘龙江流域为研究区域,采用SWAT模型对该流域的径流进行模拟研究,通过加载流域的DEM、土地利用、土壤类型等数据到SWAT模型,选定1999—2004年为模型参数率定期,2005—2007年为模型验证期,对松华坝以上流域和以下流域分别进行模拟,并对模拟结果进行比较和评价。结果表明:松华坝以上区间流域的模拟相关系数R2在0.83以上,Ens在0.80以上;松华坝以下区域的模拟相关系数R2在0.70以上,Ens在0.58以上。即该模型对盘龙江流域具有良好的适应性,可以为盘龙江流域在不同土地利用的条件下对流域的水量、水质、泥沙进行模拟预测。     

SWAT模型在赣江流域径流模拟中的应用研究

利用赣江流域1961—2005年水文数据、数字高程图(DEM)、土地利用类型、土壤类型、气象数据等构建了SWAT分布式水文模型,采用SUFI-2算法进行模型参数敏感性分析、率定,并对赣江流域径流量过程进行模拟。结果表明:率定期和验证期的模拟值和实测流量拟合程度较好,决定系数(R2)和纳什效率系数(ENS)均高于0. 80,模拟结果较理想,有很好的适用性。该研究可为赣江流域分布式流域水文模型构建及未来的水资源规划和管理提供参考。     

基于多源DEM数据融合的城市水系及流域提取初探

不同DEM数据源具有不同的高程误差,也导致其在提取城市水系和流域范围的时候存在着不一样的差异。为了减少单一DEM误差的影响,可以通过融合多源DEM,减小局部DEM误差,提高DEM精度。结果表明,相比于单一的DEM数据,融合DEM数据提取的模拟水系和流域范围的准确程度更高。坪山河实例应用表明,综合考虑水系和流域范围的精度误差,对2个来源DEM高程进行平均处理效果最优。     

基于DEM的乌梁素海东部流域河网信息提取

以乌梁素海东部流域为研究区,基于免费获取的3〃的Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)数字高程模型(DEM),利用HEC-GeoHMS模块,确定流域不同汇流累积量阈值的河网密度,通过二者关系曲线,得出东部流域最适汇流累积量阈值为15 km2.实现流域水系提取和子流域划分,继而将其与...     

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 分辨率是基于地形测绘数据插值生成DEM的基本问题。利用合适的分辨率既可使生成的DEM如实反映和描述地面地形特征，又可避免引入新误差。基于地貌学原理，以读取基础数据所有信息和有效表达地貌特征为目标，利用多种栅格DEM的坡度均方差 栅格尺寸关系曲线，结合对插值DEM上地貌特征的分析，可以客观地确定地形图插值生成DEM的合适栅格尺寸。系统介绍了这种方法的基本原理，并以黄土高原1∶25万地形图插值生成DEM为例，对该方法的应用进行了讨论。典型地区试验研究表明，黄土丘陵区1∶25万和1∶1万地形图（等高距分别为100 m和5 m）插值生成DEM，DEM的坡度均方差 栅格尺寸关系曲线拐点分别位于50 m和2.5 m处，因而分辨率分别为50 m和2.5 m。本研究可以为改进我国DEM质量提供支持。
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