利用地形信息强度进行DEM地形简化研究

在对现有的DEM地形简化方法进行总结分析的基础上,提出了一种利用地形信息强度指数的DEM简化方案.首先提取DEM点位地形信息强度指数值,然后通过阈值法确定候选地形特征点重构DEM,以国家基本比例尺1∶5万DEM作为参照目标,并将重要点法和三维道格拉斯法作为对比方法,对应用该方法进行地形简化的效果进行了综合评价.实验结果表明,该方法应用于大范围DEM简化中可以有效地保留地形骨架的结构特征,同时具有较高的数值精度,可以满足不同层次的多尺度DEM建模的要求.     

不同比例尺下DEM的地形特征空间自相关性差异——以川渝地区和长三角区为例

采用局部Moran’s I模型对川渝地区和长三角区1∶250 000和1∶1 000 000两种尺度DEM以及全国1∶1 000 000 DEM地形信息进行了空间自相关的计算分析与比较,研究发现两种尺度下,高程自相关存在一致性,而坡度自相关差异性较大。1∶250 000地形自相关特性多呈随机分布,反映地势较平稳,具有均...     

空间自相关局部指标在城市热岛界定中的应用

为探讨空间自相关局部指标在城市热岛界定中的有效性和局限性,运用目前常用的6种算法对福州市Landsat8热红外数据进行地表温度(land surface temperature,LST)反演,利用Moran’s I指数(local Moran’s I index)和G系数(Getis-Ord local G)法界定福州的热岛范围;比较基于不同LST反演算法的界定结果,并将结果与等间距法、均值标准差法和区域均值分级法进行对比分析。结果表明:Moran’s I指数法和G系数法均能较准确地确定热岛范围,但G系数法界定的热岛范围较Moran’s I指数法更符合实际,对不同LST反演算法的依赖性较小,并与目前常用的热岛界定方法更具可比性,更适合应用于城市热岛界定; G系数法兼顾了LST的高低及其空间相关关系,其界定的城市热岛范围具有明确的统计学意义,而且阈值无需人为干涉,结果更为客观和准确,可在城市热岛定量研究中进一步推广。     

DEM误差的空间自相关特征分析

采用空间自相关分析方法,从空间角度对数字高程数据误差的空间分布特征进行了研究。实验表明,利用双线性曲面表示地形表面时,产生的数字高程数据误差的全局Moran’sI指数趋近于0,在整个区域单元上的分布不存在显著的全局空间自相关,邻近区域单元上高程数据误差之间的关系在整体上既不综合表现为趋同,也不综合表现为趋异,高程数据误差的整体空间格局为随机格局;而且数字高程数据误差在空间上的分布与地形坡度和地表粗糙度有一定的联系,一般情况下,平均坡度、地表粗糙度越大,高程数据的全局Moran’sI指数偏离0稍远一些;否则,距离0近一些,但全局空间自相关仍不显著,在整体上表现为随机格局。     

基于 GIS 的东北三省气温降水空间自相关性分析简

创新性地提出了基于两观测站点连线的垂直平分线构建空间连接矩阵,进一步计算空间自相关指数Moran＇s I 来分析气象数据的空间分布模式.利用Moran’s I 分析探讨了东北地区86 个气象站1951～2011 年气温降水数据的空间自相关.结果表明,东北三省气温降水存在显著的空间聚集现象,降水表现为吉林省北部显著低低聚集,吉林辽宁省东部显著高高聚集,气温表现为东北三省南北区域显著聚集;1960～2011 年气温分布较降水表现出更强的空间自相关性,且随年份变化自相关性稳定程度比降水好;气温分布空间自相关性随时间有减弱趋势, 但仍表现出区域显著聚集强相关现象.     

基于DEM的山顶点高精度提取模型研究

山顶点是重要的地形特征点之一,针对现有的基于DEM的山顶点提取算法存在的缺陷,文中依据山顶点的地形形态特征,构建基于基准面逐次下降法的新型山顶点提取模型。在基于全国1：100万DEM上的实验测试表明,该模型具有很好的应用价值。     

全国农村人均住房面积的空间自相关分析

利用2006年全国各省农村居民人均住房面积统计数据,基于空间自相关方法从空间尺度分析其空间分布特征。首先建立空间邻近网络和邻接矩阵,通过Moran′I自相关指数分析空间关联性,为确定农村人均住房面积的分布存在空间相关性而非随机性,采用蒙特卡罗方法进行多次模拟证明,并利用2011年统计数据进行实际验证。实验分析,2006与2011年农村人均住房面积Moran′I指数分别为0．5566和0．5983,表明空间聚集特点明显,基本可以分为东部发达地区、中部和西部三种聚类,并且两年之间聚集现象有显著变化。     

基于DEM汇流模拟的鞍部点提取改进方法

鞍部点是重要的地形控制点之一,由于其特殊的形态特征,基于DEM的鞍部点提取算法较山顶点、山谷点提取更为困难.本文提出一种基于DEM汇流模拟的鞍部点快速提取改进算法.该算法利用DEM地表汇流模拟的方法提取山脊线,利用地形倒置得到的反地形地表汇流模拟提取反地形流域边界线,获得能自动实现地形部分的原始地形汇水线,进而通过特征...     

DEM插值算法的局部地形特征适应性研究

对于绝大多数DEM插值算法而言,很大程度上依赖于局部范围内采样点数据集的地形特征。因此,本文选用地表粗糙度和空间分布指标建立了局部地形特征描述模型,用以描述局部范围内采样点数据集的特征;然后运用K均值聚类分析和残差比较分析等方法,研究了地表粗糙度指标和空间分布指标对DEM插值算法的相关关系,相应结论有助于DEM插值算法的局部地形特征适应性选择。     

三维地形仿真中TIN数字高程模型的简化

研究了三维地形仿真中不规则三角网(TIN)的简化算法,提出了通过删除简化地形描述误差小于阈值的点,并对局部三角网进行重构进行简化的算法。该算法能较好地保留地形特征点,使简化后的地形与原地形保持最大的相似性。实验证明,本算法具有很好的简化效果和较高的效率。     

规则格网系统全局Moran指数计算的改进方法

基于规则格网系统进行空间自相关统计是地学分析中常用的研究方法,全局Moran指数是空间自相关最常用的统计量之一。传统的计算全局Moran指数的方法难以满足大数据量的计算需求。本文对Moran指数计算的实现过程进行了研究,并根据规则格网数据的空间特点提出了全局Moran指数计算的优化方法。并将优化算法的运行效果与常用的GIS软件进行了比较,表明优化算法具有可靠的精度和更好的运算效率。     

地理信息产业分布相关性和空间相关性研究

地理信息产业已经上升为国家战略性新兴产业地位,地理信息产业的核心是地理信息企业,本文通过研究中国大陆31个省级区域甲级地理信息单位业务情况,应用皮尔逊相关系数、Moran’s I全局空间相关指标和Local Moran’s I局域空间相关指标,揭示地理信息产业分布的相关性和空间相关性,结果表明甲级业务存在一定的相关性和局域空间相关性。     

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GIS的东北三省气温降水空间自相关性分析

创新性地提出了基于两观测站点连线的垂直平分线构建空间连接矩阵,进一步计算空间自相关指数Moran's I来分析气象数据的空间分布模式。利用Moran’s I分析探讨了东北地区86个气象站1951~2011年气温降水数据的空间自相关。结果表明,东北三省气温降水存在显著的空间聚集现象,降水表现为吉林省北部显著低低聚集,吉林辽宁省东部显著高高聚集,气温表现为东北三省南北区域显著聚集;1960~2011年气温分布较降水表现出更强的空间自相关性,且随年份变化自相关性稳定程度比降水好;气温分布空间自相关性随时间有减弱趋势,但仍表现出区域显著聚集强相关现象。     

基于DMSP/OLS夜光数据的中国省域经济发展时空变化

利用社会经济数据计算得到各省综合发展指数(IDI),并建立IDI和平均灯光指数(ALI)的一元线性回归模型;再利用回归模型估算1992年、2001年和2013年各省的IDI;然后对3个年份的IDI进行全局自相关和局部自相关分析,以研究20多a来中国省域经济发展的时空格局。结果表明:①Moran’sI指数均大于0.3,说明IDI具有显著的空间集聚特征;IDI热点均集中于东部地区,冷点均集中于西北部地区,说明总体上中国东西部经济发展差异较大。②Moran’s I指数呈递减趋势,说明IDI的空间集聚程度降低,热点区向中部推移,冷点区缩小,表明20多a来中国经济发展集聚程度显著降低,贫富差距缩小,省域经济发展趋于均衡。     

利用质心Voronoi图对地形自适应简化的算法

地形简化算法利用少量有效的地形信息表达整体地形,能很好地解决海量地形数据与计算机硬件之间的矛盾,同时满足多尺度地形应用需求。针对现有地形简化算法难以兼顾局部地形起伏与地形整体特征的问题,提出一种基于质心Voronoi图的地形自适应简化算法。首先,利用质心Voronoi图的特点,以地形起伏度作为密度函数生成质心Voronoi图;然后,利用分布在地形起伏较大区域的质心Voronoi图种子点及大多分布在地形特征线上的Voronoi区域顶点重构地形;最后,通过原始地形与重构地形的特征线验证地形简化的效果,并与三维道格拉斯-普克（3D DouglasPeucker,3D DP）算法进行精度对比。实验结果表明,从简化地形中提取的山脊线、山谷线、等高线等地形特征线与原始地形的重叠度均较高,算法能较好地保持地形整体特征;且在相同的简化级别下,算法的简化误差小于3D DP算法,具有较高的地形简化精度。     

昆明市2000-2010年乡镇人口空间自相关及其时空演变分析

昆明作为云南省的省会城市,其人口的空间分布特征对该地区的城市规划和经济发展具有重要意义.本文以昆明市112个乡镇的矢量数据和2000、2010年的人口数据为基础,运用Moran I指数和Moran I散点图对昆明市2000和2010年的乡镇人口进行了空间自相关及其时空演变分析.结论如下:①2000和2010年,昆明市乡镇人口分布呈现显著的正向空间自相关特征,且人口分布出现以昆明市市中心和滇池为中心的"人口高地带"和北部山区的"人口低地带",这与昆明市海拔"北高南低"和地势"北部起伏大、南部和缓"趋于一致;②地形要素是昆明市乡镇人口2000和2010年空间自相关的基础,而随着交通条件的改善和城市化的发展,2000―2010年10年间昆明市乡镇人口空间自相关显著增强,但人口密度出现较大的空间差异.     

地球化学的空间自相关异常信息提取方法

针对地球化学数据存在的空间分布相关性特征,该文提出了一种基于空间自相关统计的地球化学异常提取方法。以内蒙古浩布高矿床外围的土壤地球化学数据为例,通过对Sn、Cu元素地球化学数据在不同空间间隔上的全局自相关计算,测算其空间聚集的程度,选取聚集程度最高时的间隔距离作为局部空间自相关的参数,通过局部Moran’s I值研究元素的空间分布特征,分析空间聚类和异常值,从而提取地球化学异常。结果表明,局部空间自相关分析可以揭示Sn、Cu地球化学数据的空间分布特征,能够更好地提取地球化学弱缓异常,说明空间自相关是一种有效的地球化学异常识别方法。     

基于梯度方向的格网DEM的断裂特征线生成

本文按照断裂地形局部区域的变化特性建立数学模型,先获得表示断裂带边缘候选特征点,然后按梯度最小方向搜索和局部区域特征线唯一性的地形特征超关系(TCHR)原则连接分别得到地形断裂区域的上下沿特征线并形成对偶。具体试验中,我们针对海底地形中台地区域的DEM进行分析和提取,取得了实际地形吻合得较满意的断裂特征线。进一步研究,我们将根据面向对象的思想,生成相应独立不规则但具有自适应能力的断裂面对象,再根据断裂面内部高程变化的特殊情况和做断裂面对象所独有的结构特征提取,再处理断裂面区域内特征与相邻DEM区域特征的连接与融合从而得到既具有DEM普遍性又兼顾断裂面特殊性的整体地形结构特征。     

基于DEM栅格数据结构的三维空间点交互选取方法

在OpenGL、Java3D等传统的三维建模语言中有多种三维坐标提取的算法,但应用到三维地形时这些算法的速度太慢,不能满足人机交互的需求。本文研究了点取射线与DEM模型的空间特性,提出并实现了一种基于Java3D的规则网格DEM鼠标提取坐标算法,该算法在利用了规则网格DEM模型特征的基础上,利用点取射线与DEM网格在水平面投影上的相交性进行点取网格搜索,实现了三维坐标的点取。通过实验表明,该算法与三维场景中通常所用的空间点取算法相比,在不降低点取精度的基础上对点取速度有了明显的改进,从而满足了在DEM场景中进行三维交互的需要。