中分辨率水文地貌关系正确DEM建立方法研究——以黄土丘陵区为例

以陕北延河流域的县南沟小流域为样区,利用1∶5万数字地形图和ANUDEM软件,对黄土丘陵区中等分辨率水文地貌关系正确DEM的建立方法进行研究,并从建立的DEM与基础数据比较、DEM对地形的表现能力分析及水系网络分析3个方面对DEM的质量进行了评价。结果表明,利用ANUDEM和1∶5万地形图插值建立的黄土丘陵区DEM 3个主要参数分别为:分辨率10 m,迭代次数35,第二糙度系数0.7。从建立的DEM上提取的派生等高线与原始等高线符合度高;并且对地形形态的描述和对地貌与水文关系的表现,均更加准确和真实。     

不同尺度下影响水土流失地形因子指标的分析与选取

回顾了国内外土壤侵蚀模型中不同地形指标及地形因子的提取技术,认为无论是统计模型还是物理模型,其采用的地形指标均局限于坡面或沟道,而对大尺度范围内的地形因子研究较少。本研究根据地貌学意义和水土保持学意义的不同,以宏观水土流失评价与预测为目的,主要选取了宏观尺度上的地形指标,认为坡度是微观尺度(如1∶1万,1∶5万)的最佳应用指标,而在宏观尺度上(如1∶100万)则可选择地形起伏度、河网密度、地形粗糙度和高程变异系数等作为分析指标。     

“农业土地资源评价与利用一体化决策支持系统”中的若干技术(简报)

我们承担的国家高技术863智能计算机课题,农业土地资源与利用一体化决策支持系统,目前已进入研制的最后阶段。下面简要介绍若干重要技术实现、改进、创新和理论问题。1 改进地图存贮的矢量数据结构斑块状地图的矢量存贮量小,便于输入、输出。但传统的矢量结构,往往带来矢量地图加工的时间消耗,特别对复杂地图,有些加工的时间消耗甚至是不可忍受的。由于我们改进了矢量数据结构,对于几种加工(例如非法交叉检查、周游、区域内部判断、左右码生成等),可以大大提高时间效率。2 高效安全地实现了基于图的遍历算法的矢量图拓扑自动生成     

顾及空间邻接关系的多级河流线状矢量数据并行压缩算法

提出了一种顾及空间邻接关系的多级河流线状矢量数据并行压缩算法.首先利用拓扑分析和网络分析提取多级河流矢量数据的空间邻接结点,并对Douglas-Peucker算法进行改进;然后基于数据并行的任务分配方式,设计多级河流矢量数据并行压缩算法,并利用消息传递接口和C语言对该算法进行编程实现;最后设计验证性实验,利用该算法对三峡库区重庆段的多级河流矢量数据进行压缩.研究表明:利用该算法压缩多级河流矢量数据的空间邻接结点保持率达到100%,同时相对于串行算法,计算节点为4时平均加速比可达2.507,提高了压缩效率.     

油气集输系统拓扑布局优化研究进展北大核心

油气集输系统拓扑布局优化设计是包含多结构特征、多变量耦合、多尺度限制的大规模组合优化问题。基于该领域的研究成果,从发展阶段、理论方法综述了国内外集输系统拓扑布局优化的研究进展,指出油气集输管网拓扑布局优化理论未来的主要研究方向,提出三维地形条件下集输系统拓扑布局优化的研究难点并给出可行的研究思路。分析指出:考虑复杂影响因素、多管网形态的集输系统布局优化,全局最优算法开发,三维地形条件下的最优管网布置等问题尚需开展深入研究。其中,三维管网拓扑布局优化可以在三维地形表征、数学模型建立、管道路由寻优等方面进行理论创新。     

国家基础地理信息1:5万数据库内容完善的需求调查

通过对国内外基础地理信息的发展进行探讨,在深入研究我国现有1:5万地形要素的内容和属性信息的基础上,设计调查问卷,其内容涉及国家基础地理信息在各专业部门/行业的用途、使用目的、数据精度和数据更新周期以及1:5万数据库的要素内容、属性信息等,采用小组座谈、网络等形式进行了用户需求调查.     

不同比例尺DEM提取地形信息的比较分析——以重庆市为例

以重庆市1∶10万DEM为基准,比较分析1∶10万与1∶25万不同比例尺的DEM在地形信息容量与精度方面的差异特征.分析得出:相对与1∶10万比例尺的DEM,1∶25万的DEM所提取的地面坡度、坡向、剖面曲率及平面曲率4个地形因子在不同范围内都存在一定的误差,应用1 ∶ 25万的DEM提取地形因子会导致一些地形信息的损失.其研究成果为了解DEM的质量及适应性提供了参考标准与依据,为进一步研究控制与消除误差都具有重要的意义.     

油气集输系统拓扑布局优化研究进展

油气集输系统拓扑布局优化设计是包含多结构特征、多变量耦合、多尺度限制的大规模组合优化问题。基于该领域的研究成果,从发展阶段、理论方法综述了国内外集输系统拓扑布局优化的研究进展,指出油气集输管网拓扑布局优化理论未来的主要研究方向,提出三维地形条件下集输系统拓扑布局优化的研究难点并给出可行的研究思路。分析指出:考虑复杂影响因素、多管网形态的集输系统布局优化,全局最优算法开发,三维地形条件下的最优管网布置等问题尚需开展深入研究。其中,三维管网拓扑布局优化可以在三维地形表征、数学模型建立、管道路由寻优等方面进行理论创新。     

辅助地形形态模式的数字遥感地貌制图方法研究

随着遥感和地理信息系统等技术的飞速发展,以手工和野外调查为主的传统地貌制图方法已不能满足信息时代的要求.鉴于此,该研究选择安徽省黄山市潜口镇为研究区,以资源三号卫星影像和1∶2.5万地形图为数据源,联合采用遥感和地理信息系统技术,分别提取等高线和高程点等地形信息,生成DEM,计算海拔高度、起伏度、坡度等地形形态矢量特征,然后按照地貌形态分类体系标准,结合地形图和遥感影像色调、纹理等特征,建立地貌遥感判读标志,在ArcGIS软件支持下,快速生成1∶2.5万数字地貌特征图.该方法在地形形态辅助下,使数字地貌制图工作更加高效便捷,为实际生产大幅节省了成本和时间.     

建立三维矢量数据模型拓扑关系的关键算法

讨论了如何判断基本几何对象之间的拓扑关系，从分析曲线与曲面相交3种可能情况出发，将该3种情况转化为一种情况，通过以曲线与曲面的交点是否在曲面内为判断是否相交的依据，使建立3维矢量数据模型拓扑关系的关键问题，曲线与曲面想相交问题得以实现．     

细风轮菜挥发油的定量结构-色谱保留关系

为了研究细风轮菜挥发油组分的天然香气特征及色谱保留性质,基于Kier分子价连接性指数(nXtV)、分子电性距离矢量(Ml)、原子类型电性拓扑状态指数(Ek)构建细风轮菜挥发油分子结构与色谱保留时间(t)的定量构效关系模型,其多元线性回归方程的相关系数为0.993,用Jackknife法对模型的稳健性进行检验,其相关系数均在0.993~0.994之间,具有高度的稳健性和良好的预测能力。结果表明:Kier分子价连接性指数、分子电性距离矢量、原子类型电性拓扑状态指数能够较全面地表征分子结构特征,从而有效揭示影响细风轮菜挥发油组分色谱保留时间的本质因素。     

赣南地区侵蚀地形因子研究

【目的】研究南方红壤区水土流失非常严重地区的土壤侵蚀地形因子,旨在为水土流失治理提供参考。【方法】以赣南地区为典型样区,将该地区1∶10万图幅及其周边的16个1∶5万图幅拼接,然后用1∶10万图幅向外扩展5km后重新切割的范围作为数据处理的单元,基于Hc-DEM提取地形因子,用50m×50m的邻域窗口对坡度进行均值滤波,将赣南地区划分为平原(包括盆地及周边缓坡丘陵)、典型丘陵、山地3种地貌类型区,对这3种地貌类型区的坡度、坡长、坡度-坡长因子(Length-Slope factor,LS)的宏观和微观格局进行分析,研究地形因子与土壤侵蚀的关系。【结果】在宏观尺度上,平原的坡度和LS因子均最小,典型丘陵次之,山地最大;平原和典型丘陵区坡长较小,而在山地较大。在微观格局上,坡度表现出与地形连续变化相适应的特性;坡长在典型丘陵和山地反映出与提取算法有关的、类似流域单元的图式;LS受坡度和坡长的共同影响,整体上与坡度的分布一致。地形因子与土壤侵蚀的关系表现为,随着侵蚀强度的增加,坡度、坡长和LS因子均呈增加趋势。【结论】在南方红壤区水土流失非常严重地区,地形属性(坡度、坡长)和LS对土壤侵蚀影响明显。     

关于阿克塞县城乡水务一体化管理试点工作调查研究报告

阿克塞哈萨克族自治县位于甘肃西端甘、青、新三省交界处,总面积3.34万平方公里,其中:草原面积1480万亩,耕地面积1.5万亩。全县辖5乡1镇,15个行政村,共1699户、8800人。全县境内地形复杂,东西狭长,南靠阿尔金山、当金山、党河南山,北     

乌拉特国家级自然保护区三维GIS平台的设计

以典型荒漠生态系统乌拉特梭梭林-蒙古野驴国家级自然保护区为研究区域,利用“3S”技术对2004年-2009年的CRESDA、Spot5和Geoeye卫星影像进行图像预处理及信息提取,并叠加DEM作为地形数据,使用TerraExplorer软件加载3D模型、地形数据和矢量数据制作该保护区的三维GIS平台,实现了整个保护区...     

基于不同精度DEM的黄土丘陵沟壑区地形指标提取误差分析

在宁夏盐池县南部黄土丘陵沟壑区以1∶5万和1∶10万地形图制作的DEM为研究对象,以ARC/INFO地理信息系统软件为基本技术平台,分别提取了地面坡度及坡向、平面曲率、剖面曲率4个地形指标,并进行了对比分析。结果表明,2种精度DEM在黄土丘陵沟壑区地形指标的提取上均存在不同程度的误差。最后提出了运用负地形法从DEM提取平面曲率的方法。     

不同比例尺DEM提取地形信息的比较分析——以重庆市为例

以重庆市1：10万DEM为基准,比较分析1：10万与1：25万不同比例尺的DEM在地形信息容量与精度方面的差异特征.分析得出：相对与1：10万比例尺的DEM,1：25万的DEM所提取的地面坡度、坡向、剖面曲率及平面曲率4个地形因子在不同范围内都存在一定的误差,应用1：25万的DEM提取地形因子会导致一些地形信息的损失.其研究成果为了解DEM的质量及适应性提供了参考标准与依据.为进一步研究控制与消除误差都具有重要的意义.     

三维地形下环枝状复合型集输管网拓扑结构优化

集输管网拓扑结构优化是油气田地面集输系统优化的一个重要组成部分,不同的拓扑结构将直接影响集输系统建设开发的经济效益。目前,集输管网的拓扑结构优化研究多集中于枝状管网、放射状管网、环状管网等单种管网连接形式,对一环带数枝的环枝状组合形式的复合型集输管网优化研究较少。为此,提出了新的优化方法,其以一种寻找最优环的方法为基础,将各井口就近插入环网,形成一环带数枝的环枝状复合型管网。以管网总费用最少为目标函数,考虑地形起伏等因素对管道走向的影响,研究了环枝状复合型集输管网在三维地形下的拓扑结构优化问题,并提出了耦合遗传算法和A*算法的方法求解模型。利用已有文献中的某煤层气田集输管网作为算例进行验证,结果表明:优化后的管网连接方式可以减少环枝状集输管网连接长度,降低集输管网建设的投资费用,且该方法不仅可以实现二维平面上的优化,在对地形进行模拟仿真后,也可用于三维地形下的管网优化。     

基于土壤养分-景观关系的土壤采样布局合理性研究

以研究区域8个地形因子和5个土壤常规养分数据为研究对象,应用空间分级统计技术将地形因子分为5个级别,采用Pearson相关性分析各分区上的样点,并对不同采样布局下地形因子与土壤养分间的Pearson系数进行相似性分析。结果表明:不同采样方案下,地形因子与土壤养分间的Pearson系数相似性程度在99%以上,说明研究区内存在固定的关系模式。4种采样方案中,含有3 661个采样点的方案C获取的关系模式与典型关系模式特征最接近,因此,利用方案C采样能够准确高效地获取土壤信息。     

基于GIS的涪陵区茎瘤芥种植气候区划

根据涪陵区茎瘤芥(Brassica Juncea var.tumida Tsen et Lee)生长发育与气候条件的关系,筛选出茎瘤芥种植的气候区划指标.借助重庆市1∶5万地形数据,采用GIS空间分析技术对涪陵区茎瘤芥进行了种植气候区划,按照气候条件适宜性,划为种植一季适宜区、种植两季适宜区和不适宜区,为涪陵区发展茎瘤芥生产进行合理布局提供科学依据.     

地形复杂气田多级星状集输管网拓扑优化

气田集输系统为多级网络结构,通常采用分级优化的方式进行设计,且在计算过程中忽略地形起伏,将障碍物区域简化为平面凸多边形,其计算结果与工程实际相差较大。为了优化设计方案,以管网总长度最短为目标函数,将不同级别站点间的隶属关系、处理量、空间位置限制作为约束条件,建立了多级星状集输管网整体优化模型。在模型中引入三维地形和障碍因素,包含大量离散变量和连续变量,且约束条件呈非线性。为提高全局寻优能力,采用蚁群算法和粒子群算法相结合的群智能技术求解,为复杂地形的管网拓扑优化提供了高效准确的方法。算例计算结果表明:地形起伏和障碍影响管道走向、站点位置、管网长度,对真实地表特征进行模拟,实现三维曲面上的最优避障路径规划,基于三维地形和障碍的集输管网长度增幅约20%。