基于DEM的重庆三峡库区流域水系提取研究

以重庆三峡库区为研究对象,论述基于数字高程模型提取流域水系的方法、原理.应用"Burn-in"算法,对DEM进行再处理,即将发生河道偏差的平坦区域上的实际河网叠加到DEM中,对河道及河道两侧所在栅格单元高程值进行修正,重新生成流域河网.在原有DEM不作较大修改的前提下,使得生成的河网与实际河网更加匹配,同时也保证了模拟结果的准确性.     

基于DEM导出的水文地形参数对比研究——在ArcGIS和Rivertools环境下

对比分析了在Rivertools和ArcGIS 2种软件环境下基于DEM提取水文地形参数的差别。结果表明:Rivertools在计算DEM填洼时较ArcGIS软件好,并可自动生成多项其他的水文地形参数,使用也更为方便,但Rivertools的河网分级方法单一,河道的裁剪只能在同一河流级别下进行;而ArcGIS的河网分级方法不唯一,且河道的裁剪不受河流级别的限制,但是要求用户对研究区域的河网有相当的了解,否则在河网的自动提取中容易与实际产生较大的偏差。鉴于2种软件各自的特点,在实际应用中应将两者结合起来,充分发挥每个软件的优点。同时,本文对基于不同精度(5m×5m、10m×10m、25m×25m、50m×50m和100m×100m)DEM导出的水文地形参数(河网长度、河网密度、高程、流域面积)进行了对比分析。结果表明:在一定的DEM精度范围内,用Rivertools软件基于DEM导出的河网总长、流域面积等水文地形特征参数与实际情况吻合得更好,但DEM精度对以此导出的水文地形特征参数更为敏感,而ArcGIS环境下DEM精度对地形特征参数的影响较小。     

基于数字高程模型的流域河网提取方法与应用分析

对利用数字高程模型(DEM)提取流域河网的主要步骤及发展历程作了详细的归纳和总结,同时选择浙江省湖州作为试验区提取流域河网,并引入了利用溯源思想的基于流向的修正方法和分区操作的基于高程的修正方法2种理念.通过比较分析2种方法的河网提取效果,发现相对于基础的DEM直接提取河网的方法,这2种方式提取的模拟河网都更加接近真实河网,同时基于流向的修正方法在平行于河流流向的方向上河网模拟效果很好,而分区操作的基于高程的修正方法在垂直于河流流向的方向上模拟效果更佳.     

数字高程模型在分布式水文建模中的应用--以三峡库区晏家河小流域为例

以三峡库区晏家河小流域为例,论述了在数字高程模型的基础上,进行流域河网的生成、子流域的划分以及流域边界的确定等工作的理论与方法,并进行了与地形相关、具有水文学意义的部分参数的提取。结果表明,数字高程模型在分布式水文建模中的应用主要体现在通过DEM不仅可以实现流域离散化,而且还可以从中提取分布式水文模型所需的地形参数。     

数字高程模型在分布式水文建模中的应用--以三峡库区晏家河小流域为例

以三峡库区晏家河小流域为例,论述了在数字高程模型的基础上,进行流域河网的生成、子流域的划分以及流域边界的确定等工作的理论与方法,并进行了与地形相关、具有水文学意义的部分参数的提取.结果表明,数字高程模型在分布式水文建模中的应用主要体现在通过DEM不仅可以实现流域离散化,而且还可以从中提取分布式水文模型所需的地形参数.     

基于GIS和DEM的双阳河流域地表模拟

运用GIS软件ArcGIS、Arc Hydro Tools扩展模块,以双阳河流域为例,探讨了数字高程模型(DEM)的处理及其水文模拟分析。对双阳河流域数字高程模型(DEM)进行图幅拼接、网格重分及切割等处理分析,生成双阳河流域数字高程模型。基于DEM和GIS进行流域的水文模拟分析,包括下垫面计算、水流方向计算、水量计算、流网提取,最后进行了双阳河全流域界线的划分并确定流域面积,生成了双阳河数字流域。     

基于GIS和DEM的洋河流域水文特征提取方法研究

利用ARCGIS软件的Hydrology扩展模块,以张家口洋河流域为例,探讨了数字高程模型(DEM)的处理及其水文分析方法,介绍了其基本原理.对河北省1:25万的DEM进行图幅剪裁等顶处理,生成了洋河流域数字高程模型.基于DEM和GIS进行流域的水文模拟分析,包括下垫面计算、水流方向计算、水量计算、流网提取,最后进行了洋河全流域界线的划分并确定流域面积,生成了洋河数字流域.     

基于栅格DEM与水流路径的黄土区沟缘线自动提取技术研究

基于数字高程模型(DEM)进行沟缘线的自动提取是黄土丘陵沟壑区进行分布式水文计算与土壤侵蚀建模的关键技术.该文以基于栅格数字高程模型进行河网提取与流域划分技术为基础,基于栅格单元间八流向算法构建水流路径,提出一种基于汇流路径坡度变化特征确定沟坡段,进一步形成封闭沟缘线的新方法,并编程实现了该方法.通过对蔡家川流域1∶10 000等高线生成2 m数字高程模型,依据35°作为判断沟坡单元的标准,自动生成沟缘线分布图,并与原始坡度分布图比较,取得满意的结果.      

基于ArcGIS环境下DEM流域特征提取及应用

该文详细介绍了ArcGIS9.2中的水文分析工具箱的使用方法,包括从原始DEM数据提取河网的步骤、应注意的问题等。研究区域选取位于北京山区的红门川小流域,采用1∶10000的比例尺、10m分辨率的DEM作为基本的地形数据,应用ESRI公司开发的ArcGIS9.2地理信息系统软件进行流域水文信息特征的提取;并利用SWAT模型运行水文响应单元(HRUs)的生成,共生成了25个子流域和92个HRUs。经分析,得到的研究区域河网特征以及研究区其他常用的流域特征信息,与实际河流水系特征基本吻合,因此应用DEM划分的流域结果是合理的。     

获取室内模型流域DEM数据的实用方法

为获得模型流域的高精度DEM数据 ,自制了高程测量仪 ,对 6 5 9m2 流域模型进行 0 1m× 0 1m网格的逐点测量 ,获得高程数据 ,并利用GIS软件生成模型流域的DEM。降雨强度 10 0mm/h和降雨历时 4 0min条件下 ,降雨前后DEM处理后得到的模型流域土壤侵蚀量为 4 4 6 5kg ,相对人工采样误差 7 5 %。处理所得DEM与原模型流域地形特征点数据比较误差为± 0 0 0 5m。模型流域降雨侵蚀后高程的对比计算结果表明 ,该测量方法在室内小模型流域的降雨侵蚀定量研究中是可行的。     

基于SRTM DEM的大凌河流域地表水文自动模拟

[目的]基于SRTM DEM,对大凌河流域地表水文进行自动模拟。[方法]以大凌河流域SRTM DEM数据为支撑,在ArcGIS Model-Builder环境下构建大凌河流域地表水文模拟模型。[结果]地表水文模拟模型实现了大凌河流域范围的自动划分和大凌河流域水系的自动提取。同时,也更加便捷地解决了水文模拟中DEM填洼阈值和河网提取阈值的选择问题。大凌河流域范围划分准确,大凌河和相应Ⅰ级支流的提取结果与实际水文情况十分接近,但旁系小支流末梢的提取效果有待改进。[结论]该研究为今后地表水文的模拟提供了科学参考。     

基于InSAR技术的DEM提取及InSAR DEM精度与地形因子的关系

为研究基于InSAR技术DEM精度以及与地形因子的关系,以巴姆地区ENVISAT卫星SAR影像作为试验数据。利用InSAR技术提取DEM,研究InSAR DEM与SRTM-3 DEM精度关系,同时重点研究InSAR DEM的精度与地形因子关系特征。结果表明,研究区域InSAR DEM与SRTM-3 DEM高程差异的中误差为12.50 m,并且精度与地形因子密切相关。     

利用地形、土壤和作物信息辅助提高东北漫岗地数字高程模型精度的新方法

【目的】SRTM DEM是可免费访问公开可用的数字高程模型,但是当前SRTM DEM的垂直精度不能满足精细农业对地形数据的需求,提高其垂直精度,为精准农业等领域提供数据基础。【方法】以黑龙江省海伦东兴农机合作社为研究区,采集实际地面高程数据,获取SPOT-6、Sentinel-2A遥感影像和SRTM DEM。提取归一化湿度指数（NDMI）、归一化植被指数（NDVI）、土壤亮度（TCB）、潜在太阳辐射（PSR）等变量分析地形对其影响关系。利用极限学习机（ELM）和反向传播神经网络（BPNN）提高SRTM DEM水平空间分辨率和垂直精度。使用实际地面高程点进行精度验证,与基于无人机和光学立体像对（ZY-3）生成的DEM进行对比。【结果】SRTM、NDVI、NDMI、TCB与改进后高程的灰色关联度在90%以上,是改进SRTM DEM的重要辅助信息。在整个研究区,BPNN方法的RMSE_P为0.98,R²_P为0.98,ELM的RMSE_P为1.00,R²_P为0.90。在平坦区,BPNN方法的RMSE_P为0.84,ELM的RMSE_P为1.00;在起伏区,BPNN方法的RMSE_P为0.99,ELM的RMSE_P为0.94。该方法获得的DEM的垂直精度高于ZY-3光学立体像对生成的 DEM的垂直精度,为提高SRTM的水平空间分辨率和垂直精度提供了新思路。【结论】引入SRTM、NDVI、NDMI、TCB辅助信息有利于提高SRTM DEM的空间分辨率和垂直精度,获得高精度的DEM。BPNN方法获得的数字高程模型的精度整体上高于ELM方法, BPNN方法更加适用于平坦区高精度DEM的获取,ELM方法更加适用于起伏区。     

DEM重采样坡度衰减分析

通过数字高程模型(DEM)重采样发现,随着水平分辨率的降低,地形也随着趋向平缓,坡度信息不断丢失,地面表达能力逐步下降.利用1∶10 000数字地形图生成5m水平分辨率DEM,以此为基准重采样生成10、20、40m水平分辨率的DEM,提取各水平分辨率DEM的坡度.对提取的5m水平分辨率DEM的坡度进行邻域分析,提取10、20、40m水平分辨率DEM的最大坡度,以此求取其与直接由相对应水平分辨率DEM提取的坡度的差值,并对坡度差值进行频率统计分析,同时分析了剖面曲率在重采样过程中的变化.结果表明,随着DEM水平分辨率的降低,坡度平均值不断降低,较小坡度的频率逐渐增大,较大坡度的频率逐渐减小.DEM水平分辨率较高时,坡度差值分布集中于较小坡度差值处,且范围集中;DEM水平分辨率越低,坡度差值分布曲线愈加分散,且集中于较大坡度差值处.DEM水平分辨率越高,剖面曲率曲线分布越广,DEM水平分辨率越低,曲线分布越窄,且变得集中,其中剖面曲率较高部分损失严重.     

基于SRTM DEM的陕南汉江上游流域水文特征模拟研究

选取陕南汉江上游流域为研究样区,采用SRTM DEM作为基础数据,探讨ArcGIS9.2的水文分析扩展模块提取水文特征信息的方法,并利用该模块进行研究区水文特征提取,得到研究样区的水流方向数据、汇流累积量、河网水系、子流域边界等信息。同时,对所提取的河流网络进行有效性检验。通过与我国国家基础地理信息系统提供的5级以上河流水系数字线划图对照比较以及河网套合差的计算,发现基于SRTM DEM,采用ArcGIS软件能够提取出陕南汉江上游流域5级以上河流,提取的流域水文特征信息是有效合理的。该研究为该地区的洪涝灾害治理和生态规划建设提供依据。     

基于DEM的黄土高原典型流域特征参数分析

以山西吉县蔡家川流域为研究对象,提取其流域特征及河道特征,统计分析各特征值随流域面积尺度大小而变化的规律。结果表明:随流域面积增大,河道干流长度、干支流总长度、河道弯曲系数、流域形状系数均增大,河道不对称系数、流域平均高程均减小,河网密度、河道比降、平均坡度均先减小后趋于稳定;研究地区虽对洪水具有微弱的自我调节能力,但河道比降应该控制在6.1%以下,河网密度应控制在0.58 km/km2以下,故面积小于10 km2的小流域应为研究区水土流失治理的核心区域;坡度在25°以上的土地面积约占整个流域面积的52%左右,易发生洪水,需大力加强水土保持。      

不同插值方法的栅格DEM质量分析与最佳分辨率的选取

以鄱阳湖自然保护区为例,利用不同内插算法生成DEM,并选取高程差绝对值、中误差以及单点最大误差三大指标分析了DEM的精度,结果发现利用反距离加权(IDW)算法的精度较好。利用坡度中误差的大小判定了不同网格分辨率下的DEM精度,试图选取DEM的最佳分辨率,结果显示:当分辨率达到20时,坡度中误差的变化明显减缓,因此确定最佳分辨率为20。