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分形理论是现代数学的一个分支,常被用来研究自然界中具有自相似性的复杂地理对象。本文以丹江水库的DEM为数据源,利用ArcGIS 9.3软件提取流域水系,根据集水面积阈值与水系分维的相互关系,将分形理论、GIS技术相结合,用基于网格法的分维估算方法计算了南水北调中线水源区水系分形维数,经计算得出该流域水系分维值为1.253。与传统方法相比,这种方法计算水系分维具有简便、高效等优点。 相似文献
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拉林河流域水系分维研究 总被引：2，自引：0，他引：2
针对传统方法在水系分维估算中对集水面积阈值的确定主观性和不确定性较强,同时传统的数盒子等分维估算方法存在计算强度大、工作效率低、数据结果不客观等问题,该文基于SRTM DEM数据,运用ArcGIS软件对拉林河流域自动提取河网水系图;对水系进行不同集水面积阈值下的分维值计算,利用趋势线、相关系数检验等方法对拉林河流域集水面积阈值进行估算;并将提取出的集水面积阈值与实际测绘地形图进行对比,发现利用该方法确定阈值得到的水系与实际水系较为一致。同时,基于GIS的分维研究与传统的数盒子等方法计算水系维数相比,具有客观、经济、高效的优势。最后根据集水面积阈值与水系分维的相互关系,得出该流域水系分维值为1.28,说明拉林河流域尚处于侵蚀发育阶段的幼年期,发育受地质条件影响较大。 相似文献
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提出了一种基于DEM数据的谷地分维估算方法,该方法以汇水量阈值为标度,基于谷地形态的自相似性确定汇水量的无标度区间,在无标度区间内通过谷底线长度与汇水量阈值的线性拟合计算谷地的长度分维,通过谷地平均分叉比与平均长度比的比值逼近谷地网络的结构分维值。实验表明,基于本文方法计算的谷地分维值符合不同地貌类型流域水系的形态结构特征。 相似文献
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基于DEM的格尔木河流域水系分维分析 总被引：2，自引：0，他引：2
分形理论为流域的复杂地貌形态及其发育过程等方面提供了定量依据,为进一步深化流域水系的分形研究,以ASTER-GDEM数据为基础资料,运用GIS水文分析工具提取了格尔木河流域在不同汇流累积量阈值下的水系河网;并用盒维数法计算了相应的水系分维数,以此来描述流域的地貌形态特征;并进一步预测流域地貌的发育演化趋势.研究结果表明:在一定无标区间范围内,汇流累积量阈值和分维数拟合较好;计算得到格尔木河流域的水系分维值处于1.6～1.8之间,据此可以判断出该流域处于地貌侵蚀发育壮年期,并向壮年晚期发展,流域地势起伏大,地面切割得支离破碎、崎岖不平,河流以侧蚀为主,下切作用相对较弱,与流域高程面积积分值计算所得结论一致. 相似文献
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利用南流江流域30 m分辨率的DEM数据,介绍了Arc GIS中进行河网提取的一系列过程,并利用其图解建模工具,提取南流江流域的不同汇流累积面积的水系河网,实现了提取过程的流程化处理。分别统计河源密度和沟壑密度,并分别计算它们与汇流累积面积的几何函数关系,并对其进行二阶求导,确定其二阶导数关系,得到合适的汇流累积阈值,并借助分形分维理论对河网的分维值进行了验证。利用函数关系和分形分维确定汇流累积面积提取水系河网的方法有效地避免了人工选择汇流累积面积的主观性,提高了研究结果的准确性和可靠性,在知道研究流域河网分维值的前提下,可快速获取准确的汇流累计面积阈值。 相似文献
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兰州新区土地利用分形特征 总被引：1，自引：0，他引：1
为了分析土地利用空间结构的复杂性、稳定性以及动态变化性,该文利用兰州新区1993、2000、2010、2012及2013年5期土地利用数据,以GIS技术为支持,应用分形理论并通过叠加分析统计,计算出了5个时间段各主要地类动态度。结果表明:1除水域之外,研究区域主要的土地利用类型均具有空间分形特征。2近20年来,耕地和草地分维值最大,形状复杂度最高;构筑物和林地分维值略小,形状复杂程度次之;房屋建筑和园地分维值最小,形状复杂度最低。3各土地利用类型的平均结构稳定性指数中人工设施的结构稳定度显著高于自然植被的结构稳定度。41993—2013年,兰州新区城镇化趋势显著,且满足退耕还林政策,下一步的城市建设需要特别注意对水系的规划。 相似文献
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基于分形理论的水系要素制图综合研究 总被引：9，自引：1，他引：9
在研究水系要素具有分形现象的基础上，提出了水系要素的分维数的确定方法，并利用水系的分数维规律进行地图制图综合，取到了较好的结果。 相似文献
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岷江上游流域环境脆弱性评价 总被引：3，自引：0，他引：3
以岷江上游流域TM遥感数据和地形数据为主要数据源,结合其他统计相关资料,尝试运用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)对复杂因素构成的脆弱性特征进行层次分解和重新构造,建立多目标要素的综合评价指标体系和模型。选取植被指数变化率、人口密度、地形起伏度、坡度及土壤类型5个要素作为评价指标因子,通过AHP确定各评价指标的权重,在Arc GIS平台下将各指标图层进行叠加分析,得出岷江上游区域环境脆弱性评价图,再根据环境脆弱性指数阈值分级,将研究区环境脆弱度分为5级。结果表明:岷江上游环境脆弱性表现较为强烈,自然因素和人文因素是造成该环境脆弱性的本质原因,该方法为岷江上游流域环境脆弱性模式和生态环境综合评价提供了一种定量分析的思路。 相似文献
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岷江上游典型流域植被覆盖度的遥感模型及反演 总被引：2，自引：0，他引：2
本文在对岷江上游典型流域研究区实地踏勘和定位观测的基础上,综合利用Aster和ETM遥感数据、地面实测数据和常规观测数据等资料,研究了植被指数与植被覆盖度之间的相关性,确定了岷江上游典型流域植被覆盖度模型。以遥感图像中单个像元作为测算单位,对植被指数NDVI进行了计算,并对岷江上游毛儿盖地区植被覆盖度进行了反演。利用研究区实测数据、生态环境本底遥感调查数据和水文气象数据,对上述模型反演结果进行验证和精度分析。结果表明,模型反演结果精度较高,能较真实的反应研究区植被覆盖度实际状况。 相似文献
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岷江上游干旱河谷聚落区林地变化情况是检测长江上游生态环境建设好坏的重要指标.本文基于SPOT遥感数据和GIS技术,以聚落生态位为研究单元,分析1999～2009年岷江上游干旱河谷聚落区林地变化特征.结果显示:1)1999 ～2009年,岷江上游聚落生态位内林地面积增加22.58 km2,理县和汶川县增长率较高,分别为87.5％和89.75％;2)岷江上游干旱河谷聚落区林地以2401 ～2600 m为中心呈准正态分布,林地面积增加集中于海拔1 801～2800m地带;3)林地主要分布于15° ～25°之间,不同坡段林地面积均增加,增幅介于36.31％～73.68％之间;4)林地分布呈现北坡与西坡高于南坡与东南坡的特征,受水分与湿度条件影响,北坡和西坡方向上林地增加最多,分别为64.02％和62.78％.因此,由于退耕还林等生态工程的实施,岷江上游干旱河谷聚落区生态环境得到改善. 相似文献
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基于Google Earth影像的漓江水系形态特征提取与分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《国土资源遥感》2016,(2)
为获取漓江流域水系的空间分布和水系形态特征,以Google Earth影像为数据源,采用人机交互目视解译法提取了流域内的水系形态特征信息,编制了漓江流域水系分布图。通过对水系的等级、密度、分支比、各级水道长度以及交汇角等特征信息进行统计,定量化地展示了漓江流域水系的形态特征;在此基础上进行水系形态特征的控制因素分析,认为地层与断裂构造是控制漓江流域形态的重要因素,人类活动对漓江流域水系形态的影响正在日渐增强。该研究成果为漓江流域的综合治理提供了科学依据,深化了漓江流域的地貌研究。 相似文献
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集水面积阈值的确定是基于数字高程模型提取水系过程中的关键环节,但目前集水面积阈值的确定存在着随意性和主观性.本文引入分维数量化集水面积阈值对水系提取的影响.研究表明,在给定标度区间内集水面积阈值和分维数存在着良好的回归关系.二者的拟合方程可用来进行集水面积阈值的合理确定和水系的准确提取. 相似文献
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基于遥感与GIS的中国湖泊形态分析 总被引：1，自引：0，他引：1
基于2010年Landsat TM/ETM数据,结合Google Earth影像和其他资料,采用面向对象的分类方法,以30 m的分割尺度对图像进行分割,并通过比值指数、归一化差值水体指数及谱间关系等指数来提取水体信息,将水体分为河渠、湖泊及水库坑塘3类,并对分类结果进行精度验证,最终得到中国湖泊空间分布信息;以此为基础,计算出反映湖泊形态的景观指数(如形状指数、近圆形指数及分维数等),并结合湖泊的面积和湖泊岸线长度来说明湖泊的基本状况及其形状的复杂程度。结果表明:利用面向对象分类方法可以得到较高的分类精度,3种类型水体分类的总精度为93%,湖泊分类精度达到90%以上;在中国内陆,面积大于1.0 km2的自然湖泊2 477个,总面积约77 934.72 km2;在5个湖区中,青藏高原湖区的湖泊面积最大,占湖泊总面积的54.34%,其形状指数和分维数均值为最小,湖泊形态比较简单;东部平原湖区降雨充沛,水系发达,其形状指数和分维数均值最大,湖泊岸线更加曲折,形态复杂多变;通过分析得出,形状指数与分维数有明显的相关性(R2=0.95),湖泊岸线分维数值越高,其形状指数越大,岸线越复杂。 相似文献
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土地利用用类型的分数维分析 总被引：24，自引：0，他引：24
利用分形几何学对土地利用类型分维公式进行了应用分析。实验结果表明：土地利用类型的分维值介于1到2之间，土地利用类型与分维值有密切关系。土地利用类型的分维值反映了土地利用的复杂程度、稳定程度和变化趋势。分维值D为1.5，是土地利用变化的临界值点，代表该土地利用类型处于布朗随机运动状态。分维值越接近该临界值，该土地利用类型的稳定性越差，复杂程度越高；反之，则该土地利用类型的稳定性较强，复杂程度较强，复杂程度较低。不同时相间不同土地利用类型的分维值的大小变化反映了土地利用类型的变化趋势，分维值增大，则土地利用类型扩张，反之，则缩小。 相似文献
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DEM 辅助下的河道细小线性水体自适应迭代提取 总被引：2，自引：0，他引：2
提出了一种河道细小线性水体自动识别方法。该方法综合应用了空间知识、光谱计算和全局--局部迭代模型算法。首先,利用全球30米ASTER DEM数据,生成流域的水系分布矢量图;然后,以DEM水系分布图作为先验知识,通过空间分析形成信息提取目标区,为后续信息提取提供了目标靶区;再次,通过水体光谱指数计算和NDWI全局阈值分割,得到靶区水体分布的初步信息;最后,在水体指数全域分割的基础上,通过局部水体指数物理特征分析、自适应阈值选择和迭代计算,实现局部河道水体精确提取。试验采用ETM+数据对伊犁河上游的支流河道进行信息提取,结果表明该方法能够快速准确地完成大流域范围内的河道水系制图,并能够最大程度地降低细小河道水体识别中背景光谱信息混杂的干扰,提高了遥感信息提取的针对性和计算的效率。 相似文献