黄土丘陵沟壑区地貌与生态恢复措施关系的研究

以黄土丘陵沟壑区第二副区的彭阳县为研究区,以1∶50 000比例尺的数字高程模型(DEM)、2014年资源三号高清遥感影像数据为数据源,采用GIS空间分析方法提取正负地形、剖面曲率、坡度和地势起伏度、地貌类型,结合研究区的实际情况自动提取划分梁峁顶、梁峁坡、沟坡、沟底和沟谷塬区5类地貌部位。结合资源三号高分影像等数据对自动提取的地貌类型进行修正,将自动提取的地貌部位进行实地验证,分析研究区地貌部位及景观格局与生态恢复措施之间的关系。结果表明,运用DEM地形分析方法可以自动提取彭阳县的梁峁顶、梁峁坡、沟坡、沟底、沟谷塬区等地貌部位;彭阳县5类地貌部位的面积大小为梁峁顶梁峁坡沟坡沟底沟谷塬区,地貌类型面积以梁峁顶和梁峁坡为主;不同地貌部位生态恢复措施景观配置不同,依据自动提取的研究区地貌数据,继续遵循因地制宜、因害设防的原则,合理布设生态恢复措施。     

1：10000大比例尺DEM的制作及其地学应用研究

介绍了建立在ARC／INFO软件的基础上，以南京卫岗地区为例，利用1：10000的国家基本地形图作为基础底图资料，严格按照国家DEM的制作精度要求，制作1：10000的数字高程模型（DEM）的方法及过程，并相应做了三维可视化方面的研究。而且对制作过程中的地形图自动矢量化作了进一步探索。同时详细、严格地对生成的DEM做了精度和质量上的检验。在此基础上做了坡度和坡向提取、山脊线和山谷线提取、水文分析等一系列地学应用研究。     

一种高质量的数字高程模型（DEM）建立方法 ——ANUDEM法

建立高质量的数字高程模型(DEM)是正确计算坡度、坡向、提取流域地形特征、进行水文分析 的前提,因而在研究土壤侵蚀、植被建设和土地利用规划与评价中都具有重要意义。ANUDEM采用迭 代有限微分内插技术和地形强化算法,自动去除伪下陷点和生成输入数据错误文件,便于查错改善 DEM质量,并减少了去除伪下陷点的编辑或DEM的后处理过程。本文以黄土高原丘陵沟壑区典型 小流域为例,利用大比例尺(1:10000)数字化地形图,利用ANUDEM建立DEM,从DEM光照模拟图、 回放等高线、提取水系、坡度等方面对建立的DEM的质量进行了评价。研究表明,ANUDEM建立的 DEM表面光滑;回放等高线与原等高线符合度高,能更准确地表现地形起伏;由其提取的坡度准确; 水系连续完整与地形图上河流一致,适宜水文分析,是一种建立高质量DEM的优良方法。     

基于无人机遥感影像的三维森林景观可视化

无人机遥感是新近发展起来的一种先进的遥感方式,具有快速响应、机动灵活、影像分辨率高等特点。采用无人机对研究区森林进行航拍,探讨利用无人机影像提取DEM的技术方法,并对提取的DEM进行精度检验,然后在提取的DEM上叠加获得的高分辨无人机影像,独立实现了对研究区森林景观的三维可视化,结果表明利用无人机影像提取的DEM精度较高,生成的三维森林景观真实感强,能很好的展现森林的生态、文化、美学价值。     

基于高分辨率立体像对遥感图像提取DEM——以北京市海淀公园为例

本文阐述了利用高分辨率立体像对遥感图像提取DEM的基本原理和方法,以ENVI为平台,利用北京市海淀公园的高分辨率遥感立体像对,对RPC进行校正,使用没有GCP控制点、人工输入同名像点的方法,采用ENVI软件的DEM Extraction模块进行DEM提取,并利用所提取的DEM制作3D视图。文章对北京市海淀公园景观格局进行了总结,并提出了进一步研究的思路。     

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。     

SRTM DEM提取坡谱转换模型研究——以陕西省为例

地面坡度是反映地表斜面对水平面的倾斜程度的量值,是地表形态的重要示量之一。而坡谱作为坡度因子的统计模型,能够较好地反映地面的起伏变化特征,刻画地貌形态空间变异规律。研究基于直方图匹配的方法,以1∶5万DEM提取的坡谱为待匹配坡谱,对SRTM DEM提取坡谱并进行转换,建立了不同研究样区的坡谱转换模型。但该转换模型在不同样区的转换精度不同。当1∶5万DEM坡谱曲线为双峰曲线时,SRTM DEM坡谱转换模型当坡度大于3°时有较高的转换精度,而坡度为0°-3°时精度较差;当1∶5万DEM坡谱曲线为单峰曲线时,该模型具有较高的转换精度。     

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。     

延河流域沟壑密度统计学特征及影响因素分析

为研究延河流域沟壑密度统计学特征,该文基于延河流域DEM数据及Arc GIS软件,运用水文分析法及均值变点法提取最佳沟谷网络,并在Excel中进行沟壑密度统计分析。结果表明:研究区总沟壑密度为1.16km/km2,各分区沟壑密度趋势为D1区D2区D3区D4区;不同分区,不同等级沟谷的平均长度及沟壑密度均存在较大差异;同一等级的沟谷在不同分区中的空间分布不同,沟壑密度也存在空间分异性;这些沟壑密度特征是地貌因素及土壤性质等耦合作用的结果。本研究将有助于揭示土壤侵蚀的空间差异性,深入理解沟壑密度的影响因素,从而为有针对性地提出水土保持综合防治措施提供理论依据。     

溧水县DEM的建立及坡面土地面积的提取

介绍了利用生成的1∶5万3、0 m分辨率溧水县DEM数据和土地利用类型栅格数据,借助于GIS软件,首先对DEM数据提取坡度信息,然后将坡度信息与土地利用类型栅格数据结合进行空间叠加分析,研究了溧水县不同土地利用类型在各个坡度级内的面积大小。     

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。     

基于DEM的数字地形分析

该文在对数字高程模型（DEM）数据来源及结构、数字地形分析及其应用、基于DEM的地形分析中的不确定性和误差分析的基础上,以日本东北地区岩手县早池峰山为研究对象,美国MicroImage公司开发的TNTmips地理信息系统为工具,日本国土地理院发行的“数字地图25000”为基础数据,研究基于DEM的数字地形特征提取与分析方法,以及DEM精度对地形特征的影响. 研究结果表明:①以DEM为基础可提取多种地形特征,如坡度、坡向、坡面形态、流域边界、水流路径等,这些特征在地理信息系统的支持下均可用图形和属性数据来表示;②DEM水平精度对基于DEM提取的数字地形特征影响表现为:低精度的DEM将导致研究区平均坡度变小、坡度标准差变大;同时,DEM精度对不同坡度区域表现为不同的影响,其结果按坡度大致可划分为3种不同类型,即0°～10°、10°～35°以及大于35°; DEM精度对坡向的影响除平坡外变化较小,其中平坡面积随DEM精度的降低而增大;低精度的DEM将导致水文地形信息受损,这将严重影响流域水文模型参数的确立及水文过程模拟分析的精度.      

基于离散单元法的土壤力学接触模型的建立

简述了离散单元法的发展现状,介绍了目前离散单元法的应用情况,分析了离散单元法在土壤行为中应用的可行性,指出离散单元法应用于土壤这样的多相不连续复合体系中,以离散单元的总体行为来描述土壤动态行为具有独特的优越性,提出了在离散单元法前提下建立土壤力学接触模型的方法。     

DEM在地貌分析研究中的应用

简述了GIS的数字地形分析与DEM的研究进展,指出了数字高程模型分析3个方向的研究内容,并进一步系统总结了数字高程模型在地貌中的可视化分析、地形因子的提取与地貌的综合分析3个方面中的研究现状,同时列举了大量的研究成果,最后指出了数字高程模型研究的重要意义。     

SRTM DEM用于可视域分析的适用性研究——以陕西省为例

以我国1∶50000和1∶250000比例尺DEM为参考数据,以具有多种不同地貌类型的陕西省为实验样区,分析了SRTM DEM与1∶50000 DEM和1∶250000 DEM可视域分析的差异性,并且探讨了SRTM DEM用于提取可视域的适用性。实验结果表明,SRTM DEM的可视域分析精度高于1∶250000 DEM。在平原地区SRTM DEM可视域分析的精度较好,而在山区精度较差。     

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。     

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.