基于DEM数据的地形分析研究与实现

数字地形分析是在数字高程模型DEM上进行地形属性计算和特征提取的信息处理技术,它主要分成地形因子计算和地性特征提取两大部分,在实际生产应用中具有十分重要的意义。本文主要介绍了数字地形分析产生的背景及原理,最后以某试验区为对象,基于ArcGIS软件平台,实现了对该试验区的地形分析。     

大兴安岭中段阿尔山地区第四纪火山地貌特征及其构造意义

基于资源三号(ZY-3)的高分辨率卫星影像和数字高程模型(DEM), 运用地理信息系统(GIS)技术, 通过遥感影像解译以及地形起伏度和坡度的定量计算, 分析阿尔山火山区的地质地貌特征。共识别出 19 座第四纪喷发的火山, 并且将其划分为5个类型。该区火山地貌按地形起伏度可分为4个类型, 以低位中山为主(39.61%), 其次为低位低山(36.24%)。80%的椭圆形火山锥长轴走向介于45°~75°之间, 中值为58.5°, 与NE向排列的小东沟火山?十号沟盆地火山?岩山?高山火山链走向平行。火山锥的马蹄形缺口主要朝向为NE向, 也有SW向和NW向。NE向与SW向马蹄形缺口的角度中值相差约180°, NW向的马蹄形缺口与NW向的断裂几乎平行, 推测存在控制火山喷发和展布的NE向断裂。根据研究结果推断, 中生代的基底断裂使该区形成NE走向的脆弱裂隙带, 为岩浆提供良好的上侵通道; 裂隙控制着岩浆的上升, 形成呈NE向线性分布的火山机构, 并最终影响地表火山锥的分布和地貌形态。     

顾及平原区微地貌的地形湿度指数及其地表水环境意义

我国平原区广泛分布的沟渠、水塘等微地貌对地表水环境的空间分布特征具有重要影响,为深入探究平原区微地貌对区域地表水环境的影响,文章利用添加微地貌特征线的方法,构建出顾及微地貌的数字高程模型(digital elevation model,DEM),据此计算出能够顾及微地貌的地形湿度指数(topographic wetness index,TWI),并进一步阐明其所蕴含的地表水环境意义。研究结果表明,顾及微地貌的TWI空间分布能较直观地反映区域地表水系的空间分布规律及其地表径流特征,特别是能够很好地反映地表积水区或易发展为积水区的空间分布规律,可为研究区的水环境保护、防洪与抗旱、农业生产等提供辅助决策依据。     

基于DEM的秦巴山片区地貌特征及形态划分

秦巴山片区山地地貌典型,地质灾害、水土流失等生态问题突出,加强其地貌特征及形态分析有助于揭示生态问题的成因机理. 文章基于数字高程模型数据,采用领域统计法、均值变点法、ISO聚类非监督分类法和局部空间自相关性等,开展了秦巴山片区地形特征及地貌类型划分研究. 结果表明:①地形起伏度最佳统计窗口是13×13,领域面积为1.3689 km2,平均地形起伏度350.61 m;②研究区最佳地形因子组合为地表切割深度、曲率、高程变异系数和高程,累计贡献率超过92.05%;③空间上地貌呈现西高东低、北高南低的特征,秦岭中西段和巴山东段地形切割深;④基于县域的地形起伏度空间集聚性,表现为秦巴山区西部武都区与巴山东段岚皋县等县（区）呈现H?H型聚集;秦巴山区东部郧县与巴山南麓剑阁县等县（区）呈现L?L型聚集. 受地质构造和岩性的影响,巴山东段和秦岭西段景观更为破碎,对区域水土流失和生态环境造成重要影响.       

基于ASTER-GDEM数据的亚东-谷露和错那-沃卡裂谷系地区构造地貌分析

基于ASTER GDEM数据运用ArcGIS技术对藏东南地区进行高程、地势起伏度、坡度、条带剖面和面积-高程积分值（Hypsometry Index, HI）等数字地貌分析,结合前人资料分析藏南东部区域地质地貌特征。结果表明：研究区数字高程模型和真实地貌相吻合,亚东-谷露和错那-沃卡裂谷系的展布对研究区地貌格局划分起着重要作用,区内表现出西高东低和南高北低的地貌格局,米拉山地垒影响拉萨河和尼洋河的发育,沃卡地堑促进雅鲁藏布江向东发育。HI变化能反映出构造活动和岩相差异,米拉山地垒和念青唐古拉演化阶段进入幼年期（HI>0.6）是构造活动因素主导,壮年期（0.35相似文献   

基于数值分析的湖南省阳明山地区地貌特征与区划研究

基于30 m分辨率的ASTER GDEM数据, 在ArcGIS 10.3环境中, 首先通过均值变点法分析了湖南省阳明山地区宏观地貌因子提取的最佳窗口, 提取了该地区的海拔、坡度、坡向、平面曲率、坡面曲率、地形起伏度、地表粗糙度、地表切割深度和高程变异系数9个地形因子, 然后通过相关系数矩阵分析了地形因子之间的相关系数, 确定了反映阳明山地区地貌特征的最佳地形因子组合, 最后基于最佳地形因子组合对阳明山地区的地貌类型进行了划分。研究结果表明, 提取阳明山地区宏观地貌因子的最佳窗口为0.56 km², 描述该地区的最佳地形因子组合为海拔与地形起伏度。其中, 该地区的海拔介于58~1613 m之间, 大多低于500 m, 地形起伏度介于0~674 m, 且以中起伏为主。依据地貌区划标准, 基于海拔高程, 该地区可划分出低海拔和中海拔2个级别; 基于地形起伏度, 该地区可划分出平原、台地、丘陵、小起伏山地和中起伏山地5个类别。综合海拔和地形起伏度, 该区的基本地貌类型可以划分为8个类别, 其中以低海拔丘陵和小起伏低山为主, 分别占阳明山地区面积的38.90%、47.23%。     

浅析软件CASS和Surfer在土方量计算中的应用

以某废弃黏土矿项目为例,先利用软件CASS7.1的边坡处理功能,设计地形面,提取坐标点数据,导出DEM数据,再利用Surfer8.0将导出的DEM数据进行网格化处理,然后根据三维表达结果,分别计算原始地形体积和设计地形体积,从而进一步计算出土方工程量。结果显示:应用软件CASS7.1和Surfer8.0计算土方工程量的方法,相对于常用的方格网法、断面法和等高线法更为简洁、直观,并有效提高土方计算精度,实现了计算的自动化。     

重力场模型和DEM提高GPS高程转换精度

为了充分利用GPS观测数据中的高程信息,提高山区GPS大地高转换为正常高的精度,利用国内外最新的重力场模型和数字高程模型（DEM）数据,采用移去-拟合-恢复方法进行GPS高程转换,并与三等水准实测高程进行比较,结果表明：在地形起伏较大的山区,利用高精度的地球重力场模型,可将GPS高程转换的精度提高50%左右。地形改正也可以在一定程度上提高GPS高程转换的精度,地形对高程异常的影响与地形起伏程度和拟合点间高差有关。对于几何水准难以施测的山区利用GPS观测信息确定高精度海拔高程有重要意义。     

不同空间尺度DEM坡度转换图谱分析

从地理学的宏观与实际需求的角度出发,选择代表黄土高原典型地貌类型(黄土丘陵沟壑区、破碎塬区、梁峁区)的3个样区作为试验区．试验以1：10000高精度地形图的5m空间分辨率DEM(数字高程模型)所提取的地面坡度为准值,运用GIS、数理统计和比较分析等方法,研究基于1：50000地形图的25m空间分辨率DEM所提取地面坡度的误差特征与纠正方法．文中应用地学信息图谱的理论和方法．经过反复实验、分析,找到一个精度较理想的,可适用于黄土高原不同地貌类型的坡度转换图谱．同时．利用它实现对基于1：50000地形图的25m空间分辨率DEM提取地面坡度统计值的误差纠正,为其应用精度提供参考标准和依据．此外,它也可以为各类DEM的适用性、应用精度的科学估算．以及有关标准的制定,提供科学依据。     

基于MAPGIS的DEM制作技术研究

结合具体的项目工程,主要以MAPGIS软件对DEM制作的过程和遇到的技术问题进行了探讨研究,比较分析了不同数据转换方式的差异,有效地实现了从DGN格式数据到最终DEM的生成,并在制作过程中优化了数据流程.     

绥阳双河洞国家地质公园边界优化

双河洞是世界上最长的白云岩洞系,它构成了绥阳双河洞国家地质公园的主体。随着探测长度的持续增长,现行园区边界已不能满足保护与管理的需求。以双河洞空间分布为参考,运用ArcGIS水文与空间分析工具对池武溪流域及周边数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据进行数字河网提取、地表流域分割,并综合考虑自然与人文因素,得到如下认识：(1)园区1∶5万DEM精度下设定1 000 m²的汇流累积量阈值模拟出的数字水系与真实水系一致性高;(2)双河洞系统跨越池武溪地表分水岭,直观反映了地表-地下分水岭不重合的现象;(3)双河洞系统自2018年就已超越现行地质公园边界以及县级行政区界线,核心地质遗迹保护与管理存在真空地带,园区边界优化调整迫在眉睫;(4)园区边界应结合双河洞系统发育界限预判为考量适时进行动态调整,并提出了初步的优化定界方案;(5)未来应加强双河洞区域的示踪试验,更加明确地下分水岭范围,以更加科学、完整地划定园区边界。     

三角剖分中拓扑关系的动态创建与维护

平面散点域的三角化效率一直是人们关心的问题.以三角形面结构为存储结构,对逐点插入三角化算法中三角形的拓扑关系维护进行了研究,提出了动态创建和维护三角形拓扑关系的算法.算法原理简单、通用性强,实验测试表明基于本文原理所设计的逐点插入算法有较高的执行效率.     

基于RS和GIS的土壤侵蚀量估算方法研究——以陕西省杏子沟流域为例

土壤侵蚀量的估算是土壤侵蚀研究的核心问题之一.本文以陕西省杏子沟流域为例,通过对影响土壤侵蚀地形、植被因子的研究,探讨了利用遥感技术和地理信息系统手段对土壤侵蚀量进行估算的方法和技术路线.在地形信息的获取方面,利用数字高程模型,派生出地形坡度、坡向、相对高度等要素;在植被覆盖度的提取中,采用遥感技术与非遥感手段,分析了植被类型对土壤覆被变化的指示作用.利用修正后的通用土壤侵蚀模式,模拟了小流域土壤侵蚀模数的空间差异,计算了土壤侵蚀总量,具有重要的理论意义和实践意义.     

数字高程模型在滑坡地表排水设计中的应用

研究数字高程模型(DEM)在滑坡地表排水辅助设计中的应用。阐述了基于DEM进行滑坡地表排水沟地形剖面绘制、沟段坡降量取、汇水面积确定、设计流量确定、水力计算和断面尺寸设计等各步骤的思路和方法,并结合三峡库区某滑坡实例作了进一步说明。该法可克服以往地表排水设计中仅由设计人员依据经验手工量取和绘制所存在的费工费时、准确性不高等不足,为提高滑坡地表排水设计的合理性和效率开辟了一条新途径。     

Amery冰架附近区域年际表面高程变化分析

使用基于坡度改正的ICESat(冰云和地面高度卫星)激光测高数据重复轨分析法对2003至2009年2月与10月Amery冰架及其附近区域进行了表面高程变化分析.该区域的ICESat轨道重复轨之间的平均距离为100m,平均坡度为0.3%,使用数字高程模型(DEM)进行重复轨间的坡度改正可以消除坡度对重复轨之间高程点投影时的影响.最终得到了2003～2009年2月和10月的总体平均高程变化,以及不同高程区间内的平均高程变化.结果表明海拔较低即更靠近海洋的区域高程变化剧烈,波动范围在±40cm左右甚至超出,而海拔较高即内陆区域的高程变化较缓和,波动范围在±10cm以内.