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DEM结构特征对坡度坡向的影响分析 总被引：12，自引：0，他引：12
数字高程模型已严格定义为按规则格网阵列记录的地形高程数据,其固有的结构特征(如格网分辨率、格网方向、高程数据准确度等)直接影响DEM对地形表达和坡度、坡向的计算精度。该文通过理论和数据独立的DEM实验分析方法,研究了DEM结构特征对坡度、坡向的影响,得出如下结论:1)高分辨率的DEM并不一定能给出高精度的坡度、坡向计算结果;2)可通过g=bm/ms×180/π×cos2S来选择合适的DEM分辨率;3)三阶不带权差分算法的坡度、坡向计算结果对DEM方向有较强的依赖性。 相似文献
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顾及局部微地形特征的DEM洼地处理算法 总被引：1，自引：0，他引：1
《地理与地理信息科学》2017,(5)
基于数字高程模型(DEM)的洼地处理过程是分布式水文建模的基础步骤,但也是极其耗时的环节。随着DEM数据量的不断提高,洼地处理的效率提升成为解决当前分布式水文分析的重要突破口。该文在对局部微地形特征剖析的基础上,提出了局部微地形漫水算法(MFF算法),该方法分析了洼地处理过程中的8种局部微地形模式,并提出了两种洼地处理过程中的冗余点判别方法。通过对微地形中冗余点、洼地、平地的优化处理,实现了算法效率的有效提升。最后,以70个不同数据量的DEM为实验数据,分析了MFF算法的正确性与计算效率。实验结果表明:MFF算法在保证运算正确性的基础上,相比WL算法,执行效率平均提高40.13%,最大提高57.21%,可望为DEM高效水文分析提供新的方法。 相似文献
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山区地形开阔度的分布式模型 总被引：1，自引：0，他引：1
地形开阔度是影响山地辐射平衡及其分量的重要地形因子,是山区散射辐射、地形反射辐射等计算的重要参数。在复杂的地形条件下,地形开阔度的计算很难用数学公式描述。 利用数字高程模型（DEM）,全面考虑了坡地自身遮蔽和周围地形相互遮蔽的影响,提出了山区地形开阔度的分布式模型和算法。以1 km×1 km分辨率的DEM数据作为地形的综合反映,计算了起伏地形下中国地形开阔度的空间分布。同时,利用100 m和1 km两个分辨率的DEM数据,从不同DEM分辨率和不同地貌类型两个方面探讨了地形开阔度的空间尺度效应,阐明了区域地形开阔度随地形地貌和空间分辨率的变化规律。所提供的山地开阔度的数据可作为基础地理数据供相关研究应用。 相似文献
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顾及数据特性的格网DEM分辨率计算 总被引：1，自引：1，他引：0
水平分辨率是格网DEM的决定性变量之一,直接决定着DEM对地形的逼近程度和地形参数计算、地学模拟的精度。基于地统计学理论和非参数密度估计方法,提出了地形宏观变异和微观变异相结合的DEM适宜分辨率计算方法。即首先按系列支撑对采样数据进行格网划分,形成具有不同尺度的支撑域;然后利用正则化理论,对高程点数据进行正则化变换,通过不同支撑上正则化变量的半变异函数分析,探索不同支撑尺度上的地形宏观变异规律,从而确定地形宏观变异的最佳支撑尺度;第三,在所确定的宏观变异最佳支撑尺度内,借鉴非参数密度估计中直方图的理论方法,从微观角度计算DEM适宜分辨率。最后通过陕北黄土高原的实际采样数据,对本文提出的方法进行了验证。 相似文献
5.
《地理与地理信息科学》2015,(4)
为了从格网剖分结构上解决分块LOD(Level Of Details)模型中复杂的块内、块间裂缝问题,避免目前裂缝消除方法的缺陷,该文提出一种基于多分辨率半边结构的分块LOD模型无缝表达方法。首先,引入多分辨率组合映射理论,给出基于多分辨率半边的菱形块多尺度表达的基本方法,包括菱形块剖分方法和编码方法;在此基础上,提出块内、块间格网无缝表达机制,设计并实现了基于菱形块的全球地形动态LOD管理机制;最后,应用C语言和DirectX工具,开发了相应的可视化实验系统。实验表明:该方法从格网剖分结构上解决了全球地形分块LOD模型中的块内、块间裂缝问题;与传统方法相比,其不需要限制相邻格网的剖分层差,简化效率更高,且无地形失真。 相似文献
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分辨率是DEM的重要尺度参数,但并不是分辨率越高越好,合适的DEM分辨率既可高精度的反映地形地貌特征,又可避免数据冗余。利用分形能够定量刻画自然地形特征的特点,该文提出一种基于信息盒维数的DEM适宜分辨率确定方法,基于原始DEM数据计算信息盒维数,分析信息盒维数与分辨率的关系,当从某个点开始信息盒维数值变化缓慢且趋于稳定,该点即为确定的适宜DEM分辨率。最后通过资源三号卫星数据生成的DEM数据针对不同平原、丘陵、高山等典型地形确定适宜的分辨率,对该文方法进行了验证。 相似文献
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依据DEM地形建模过程,阐述了DEM地面形态重构概念,并以黄土丘陵1∶5万DEM数据为例,采用高程数值误差场和局地坡面形态误差场相结合的分析技术,实验分析了双线性、三次卷积、局部二次多项式、规则样条函数等常用插值方法在基于加密格网的DEM地面形态重构过程中的精度差异,以及DEM地面形态可重构的基本条件等问题。研究表明:在高程数值误差的极值大小、离散程度、空间分布等方面,规则样条函数插值法具有最好的地面形态重构精度,其次为局部二次多项式、三次卷积和双线性插值法;对于已确定综合尺度的地形,存在满足高保真地面形态描述要求的最佳DEM格网分辨率阈值,只有当实际DEM格网分辨率等于或高于该阈值时,才有可能无歧义、高精度地重构出DEM所描述的综合地形的地面形态。 相似文献
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南极冰盖数字高程模型(digital elevation model,DEM)对南极环境变化和地形研究具有重要作用,利用GPS实测数据和卫星测高数据建立DEM是构建南极冰盖表面DEM的重要方法。考虑到实测GPS数据的精度较高,而卫星测高的空间分辨率占优,本文探讨综合利用这两种数据构建南极Dome A区域DEM。法国国家空间研究中心和印度空间研究组织共同研制的SARAL卫星是Envisat的后续卫星,搭载的Alti Ka雷达高度计首次采用了Ka波段,可以极大减小电离层的影响,提高测距精度和卫星数据的空间分辨率。本文首先利用中国南极第29次科学考察在Dome A区域的实测GPS数据对SARAL数据进行精度评定,然后利用实测GPS数据对SARAL测高数据进行高程修正,联合GPS数据获取得到了Dome A区域300 m分辨率的DEM。结果表明SARAL的高程精度为0.615 m,而联合GPS数据能改善DEM精度,提高到0.261 m。 相似文献
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海量三维地形数据集的流式处理 总被引：1，自引：0，他引：1
该文提出基于网络实时交互的海量三维地形数据的流式处理方案。通过一个输出恒定的动态多分辨率简化算法,对三维地形数据进行裁剪简化,实现与总数据量和视点位置无关的恒定数据量输出;在算法输出的非均匀高程矩阵上,进一步采用三维地形数据流式编码解码算法,将高程矩阵进行离散余弦变换到频率域,并根据频谱分析结果引入累进式传输编码解码,结合服务质量控制,根据客户端和网络的性能状况进行自适应调节。实验表明,流式处理方案可以根据运行平台性能提供不同质量的场景复原,达到基于网络的实时交互性能。 相似文献
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基于SPIHT小波的DEM自适应压缩方法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
海量地形数据给其存储、分发和实时渲染带来了极大的挑战,因此迫切需要适合网络环境下地形可视化的数据压缩方法。该文探讨地形复杂度与DEM压缩方法的关系,研究可视化中地形复杂度的计算方法,并提出一种改进的SPIHT小波压缩方法:采用小波分解后的系数对DEM的地形复杂度进行评估,并针对地形复杂度对编码算法进行自适应调节。实验证明,这种改进的SPIHT小波压缩方法采用合适的压缩比进行DEM数据压缩,能够在满足地形可视化需要的同时提高压缩效率。 相似文献
12.
DEM地形信息量的准确度量是判定DEM数据应用适宜性与限制性关键。以黄土丘陵沟壑区DEM及其派生的坡度、坡向DTM为例进行实验,研究子集划分与分级数对DEM信息量估算精度的影响。结果表明,DEM地形信息量是实际地形信息和子集划分策略共同作用的结果,现有DEM信息量计算存在不确定性,DEM子集划分算法和分级数的选择直接影响DEM信息量的计算结果。文章借助最大熵定理的基本思路构建DEM地形信息量分级判定模型,可客观获得连续型栅格地形数据在信息量计算上最优分级,为有效估算DEM地形信息量提供科学依据。 相似文献
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面向地貌学本源的数字地形分析研究进展与展望 总被引：5，自引：2，他引：3
数字地形分析（DTA）是地理信息科学（GIS）研究的热点。但是,当前基于数字高程模型（DEM）的数字地形分析在地貌学研究中存在重形态轻机理、重现象轻过程、重地上轻地下等问题,急需从单一的地貌形态分析,迈向面向成因、过程与机理等地貌学本源问题的研究转变。据此,本文系统梳理了面向地貌学本源的数字地形分析的相关研究现状,并从地貌学本源认识、地貌形态建模、地形因子提取、以及其他地形分析方法等研究进行了系统的回顾、梳理与分析。研究表明,基于DEM的数字地形分析虽具有地貌特征分析的潜力与优势,但是,数字地形分析存在数据表达与分析模式上的先天缺陷,亟待通过基础理论与关键技术的突破,实现理论与方法的创新发展,实现从“坡面”走向“区域”,从“形态”走向“过程”,从“地形”走向“地貌”。而当今地球系统科学的研究发展态势也到了数字地形分析研究从重视地貌形态走向揭示地貌学本源的关键阶段。因此,本文从DEM数据模型增值、地形因子及其地形空间关系、以及宏观地形分析等侧面展望了面向地貌学本源的数字地形分析研究。当今基于DEM的数字地形分析研究,正像当前的GIS是否能够真正支撑地理学发展一样,已经处于一个非常关键的十字路口。面向地貌学本源的数字地形分析研究思路可望成为地理信息科学领域理论与方法创新的一次重要探索与实践。 相似文献
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A digital elevation model (DEM), which is used to represent a terrain surface, is normally constructed by applying an interpolation method on given sample elevation points. Interpolation methods can be classified into two classes: linear methods, which have a low time cost and are suitable for terrains where there is little change in elevation, and nonlinear methods, which normally consume comparatively more time and are more suitable for terrains where there are frequent changes in elevation. A hybrid interpolation method, which involves both a linear method and a nonlinear method of interpolation, is proposed in this paper. The proposed method aims to integrate the advantages of both linear and nonlinear interpolation methods for the refinement of regular grid DEM. Here, the bilinear is identified as the linear method, and the bi‐cubic is taken to be the nonlinear interpolation method. The hybrid method is an integration of a linear model and nonlinear interpolation model with a parameter that defines the weights for each of the models. The parameter is dependent on the complexity of the terrain, for which a DEM is to be interpolated. The experimental results in this study demonstrate that the hybrid method is effective for interpolating DEMs for various types of terrain. 相似文献
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Huanping Wu Lingqing Yao Bing Luo 《International journal of geographical information science》2013,27(9):955-964
As increasingly large‐scale and higher‐resolution terrain data have become available, for example air‐form and space‐borne sensors, the volume of these datasets reveals scalability problems with existing GIS algorithms. To address this problem, a kind of serial algorithm was developed to generate viewshed on large grid‐based digital elevation models (DEMs). We first divided the whole DEM into rectangular blocks in row and column directions (called block partitioning), then processed these blocks with four axes followed by four sectors sequentially. When processing the particular block, we adopted the ‘reference plane’ algorithm to calculate the visibility of the target point on the block, and adjusted the calculation sequence according to the different spatial relationships between the block and the viewpoint since the viewpoint is not always inside the DEM. By adopting the ‘Reference Plane’ algorithm and using a block partitioning method to segment and load the DEM dynamically, it is possible to generate viewshed efficiently in PC‐based environments. Experiments showed that the divided block should be dynamically loaded whole into computer main memory when partitioning, and the suggested approach retains the accuracy of the reference plane algorithm and has near linear compute complexity. 相似文献
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Digital terrain analysis(DTA) is one of the most important contents in the research of geographical information science(GIS). However, on the basis of the digital elevation model(DEM), many problems exist in the current research of DTA in geomorphological studies. For instance, the current DTA research appears to be focused more on morphology, phenomenon, and modern surface rather than mechanism, process, and underlying terrain. The current DTA research needs to be urgently transformed from the study of landform morphology to one focusing on landform process and mechanism. On this basis, this study summarizes the current research status of geomorphology-oriented DTA and systematically reviews and analyzes the research about the knowledge of geomorphological ontology, terrain modeling, terrain derivative calculation, and terrain analytical methods. With the help of DEM data, DTA research has the advantage of carrying out geomorphological studies from the perspective of surface morphology. However, the study of DTA has inherent defects in terms of data expression and analytic patterns. Thus, breakthroughs in basic theories and key technologies are necessary. Moreover, scholars need to realize that DTA research must be transformed from phenomenon to mechanism, from morphology to process, and from terrain to landform. At present, the research development of earth science has reached the critical stage in which the DTA research should focus more on geomorphological ontology. Consequently, this study proposes several prospects of geomorphology-oriented DTA from the aspects of value-added DEM data model, terrain derivatives and their spatial relations, and macro-terrain analysis. The study of DTA based on DEM is at a critical period along with the issue on whether the current GIS technology can truly support the development of geography. The research idea of geomorphology-oriented DTA is expected to be an important exploration and practice in the field of GIS. 相似文献
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提出一种新的基于坡度分析的DEM数字水印算法.该算法以DEM坡度为主要研究对象,由于坡度误差主要集中在平坦地区,而经小波变换后的DEM低频系数信息可反映DEM区域的地形复杂度,因此,通过对DEM低频系数进行分析,可自适应地确定水印的嵌入位置;然后以加性法则将水印信息嵌入低频系数,再经小波逆变换,即可得到含水印信息的DEM数据.实验结果表明,该算法能完全满足水印的不可见性,对DEM数据的高程精度、坡度精度及等高线的提取精度影响都很小,能够满足一定的应用要求,且具有良好的抗噪能力. 相似文献
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起伏地形下黄河流域太阳直接辐射分布式模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
1 Introduction Directsolarradiation (DSR)isthe key com ponentofthe globalradiation reaching the Earth.For the influence of terrain factors,calculation of DSR quantity of rugged terrain is considerably com plex (Oliphantetal.,2003). The solarradiation quan… 相似文献
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基于数字高程模型(DEM)数据和气象站观测资料建立了起伏地形下太阳直接辐射分布式计算模型,模型充分考虑了地形因子(坡向、坡度、地形相互遮蔽)对起伏地形下太阳直接辐射空间分布的影响;以1km×1km分辨率的DEM数据作为地形的综合反映,计算了起伏地形下黄河流域1km×1km分辨率太阳直接辐射的空间分布;深入分析了起伏地形下太阳直接辐射受地理、地形因子影响的变化规律.结果表明受地形起伏和坡向、坡度等局地地形因子的影响,山区年太阳直接辐射量的空间差异比较明显,向阳山坡(偏南坡)的年直接辐射量明显高于背阴山坡(偏北坡). 相似文献