基于GDEM的泥石流启动过程及成灾范围反演分析

降雨型泥石流形成过程是一个水力耦合的复杂非线性过程,四川省绵竹市清平乡文家沟“8·13”特大泥石流灾害造成严重经济损失和人员伤亡。根据现场调查和资料收集,在文家沟区域地质环境条件的基础上,分析文家沟泥石流的形成条件;基于GDEM力学分析软件,采用深度积分的有限体积法对“8·13”泥石流的启动过程和成灾范围进行反演分析:启动阶段物源变形模拟采用摩尔库伦准则,当松散物源摩擦角为8°、黏聚力为50 Pa时,降雨1 h后,泥沙浓度达到15%,泥石流初步形成;运动堆积阶段泥石流运动及铲刮效应模拟采用Savage-Hutter模型,综合摩擦系数为3°时的成灾范围与“8·13”泥石流的成灾范围基本一致。

融合生成对抗网络与SRTM的ASTER GDEM数据重建

航拍死角、匹配偏差、点位不足、云雾遮盖等易使数字高程模型(DEM)存在数据异常。鉴于光学立体摄影测量获得的ASTER GDEM受天气因素影响大,雷达测量得到的SRTM DEM受地形起伏因素影响大,为提高ASTER GDEM数据的质量,该文构建一种多源多尺度残差连接门控卷积生成对抗网络(Multi-Source and Multi-Scale Residual-Connected Gated Convolutional Generative Adversarial Network, MSSRGC-GAN),利用SRTM DEM数据辅助重建ASTER GDEM中异常数据,并以实验区范围内多组不同地貌的ASTER GDEM样本数据重建为例,对模型进行定量评价。结果显示:重建数据RRMSE小于0.06,R~2大于0.9,PSNR大于60,SSIM在0.999 5以上,优于反距离插值法和SRTM镶嵌法等传统方法以及无门控卷积模型和无空洞卷积模型等深度学习方法。

基于ASTER GDEM的黑龙江省地形起伏度分析

地形起伏度是描述地貌形态的重要指标,反映了研究区域内地势起伏特征。以黑龙江省为研究区域、以30 m分辨率的ASTER GDEM(先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型)数据为基础,在ArcGIS平台上利用领域分析法分析不同窗口大小下的地形起伏度,通过均值变点法得出最佳统计单元面积为0.396 9 km^(2)。在此基础上对黑龙江省地势起伏度进行分析。结果表明黑龙江省地形起伏可分为4类,主要以台地、丘陵为主,平原占比次之。

基于ICESat-2的陕西省SRTM和ASTER GDEM数据对比分析研究

SRTM1 DEM和ASTER GDEM V3作为全球公开使用的最新DEM数据,为地形研究、GIS应用、资源管理、环境监测等领域提供重要的数据支持。本研究旨在分析它们在不同地形和地表覆盖物区域的误差分布情况,探究其在地形表达中的优势、劣势。选取陕西省特有地形,结合地形剖面和曲面误差方法,首次利用ICESat-2分析比较了SRTM1 DEM和ASTER GDEM V3数据的垂直精度在卫星轨道、地形地貌、土地覆盖中的误差分布。通过研究发现:STRM1 DEM和ASTER GDEM V3的总体平均误差分别为0.056 m和5.301 m,受轨道因子的影响,SRTM1 DEM垂直精度高于ASTER GDEM V3。坡度对数据的精度影响占比最大,林地的数据精度显示最低,地貌中平原地区影响最小,但误差随地形起伏不断增加。SRTM1 DEM误差曲面跨度小于ASTER GDEM V3,对于地形表达比ASTER GDEM V3更加精确。分析结果进一步验证了两种DEM数据测绘原理不同导致精度差异。

不同地形条件下ASTER GDEM高程精度分析

文章以1∶2000比例尺地形图高程点数据为高程参考真值,以中国典型高海拔山区和低海拔平原地区为研究区域,分析ASTER GDEM模型的高程精度。ASTER GDEM模型误差整体呈现正态分布,模型高程值和参考高程值强相关;高海拔地区ASTER GDEM模型高程平均误差为-4.1 m,均方根误差为13.7 m,与标称精度基本一;低海拔地区模型高程平均误差为2.7 m,均方根误差为5.4 m,远高于标称精度;模型在不同海拔区间的平均误差无明显趋势,标准差整体随海拔的升高而增大;地形起伏越大,模型误差越大。

AW3D30 DEM、SRTM DEM和ASTER GDEM三种开源数据精度对比分析

数字高程模型(DEM)一直以来是地理信息系统和地表分析的重要数据源,在生产中起着重要作用。文章在详细介绍了AW3D30 DEM、SRTM DEM和ASTER GDEM三种开源数据基本参数的基础上,利用B级控制点数据对比分析了AW3D30 DEM、SRTM DEM和ASTER GDEM三种数据集在青海范围内的高程精度。实验结果表明,在青海省范围内AW3D30 DEM高程精度最高,其次是SRTM DEM,而ASTER GDEM高程精度最差;此外,随着坡度的增加,三种开源DEM的整体精度在降低。

ASTER GDEM数据的地形表达能力分析

ASTER GDEM是当前主流的数字高程数据源之一。本文以吉林省磐石市吉昌区为研究样区,利用30 m ASTER GDEM数据、1∶100 000地形图数据,分别使用基于中误差的精度评价法、基于重构等高线的精度评价法,以及面向应用的重构河网法3种方法,对ASTER GDEM数据进行了精度分析评价。结果表明,基于中误差的精度评价法,该数据相对地形图数据中的中误差为19.9 m;通过重构等高线法和重构河网法的分析,发现ASTER GDEM的精度可以满足中小比例尺下的数据精度要求。因此,使用该数据源进行中小比例尺地形分析研究是一种良好的选择。

SRTM 3与ASTER GDEM数据处理及应用进展

从SRTM 3与ASTER GDEM的版本演化、质量评价、插补方法和数据应用现状等方面系统介绍了两种重要地形数据源。SRTM 3从2003年6月公开发布至今共4个重要版本,ASTER GDEM自2009年6月公开发布至今共两个重要版本;考虑数据源和数据处理技术,并辅以等高线分析、地形属性可视化、地形属性频率直方图分析等技术,认为SRTM 3和ASTER GDEM数据质量较高,在许多领域的应用中SRTM 3优于1∶25万地形图、ASTERGDEM则堪比1∶5万地形图数据。目前,SRTM 3与ASTER GDEM数据空洞及异常区域插补方法可以相互借鉴,其方法主要有两种:一是利用空缺区域周围数据直接插值;二是借助辅助数据填补空缺区域,并对接边处平滑处理。SRTM 3与ASTER GDEM目前已成功应用于水文学、工程开发、地质与灾害评估等诸多领域,提出了对两种数据进一步研究的工作展望。

基于ASTER-GDEM数据的黄河源地区构造地貌分析

基于ASTER-GDEM数据,利用彩色晕染、密度分割与GIS空间统计分析技术,结合地质资料,通过地形高程、地势起伏度、地表坡度、高程和平均坡度剖面及流域面积-高程积分等手段,对黄河源地区的构造地貌特征进行了初步分析。研究表明,黄河源地区为一NW-SE带状盆地地貌,平均海拔4 473 m,平均起伏度为60 m,平均坡度为9.5°,为高海拔盆地,盆内地势平坦,盆缘山势险峻。黄河源盆地内部(4 200～4 300 m)湖相地层发育,地势略有起伏,为古大湖湖底地貌后经河流改造形成;盆内发育三级阶梯状层状地貌面,高程分别为4 400 m、4 500 m和4 600 m,为古大湖作用形成的三级大型湖积阶地;盆地两侧发育山地地貌,沟壑纵横,为山体隆升、构造剧烈活动和强烈风化剥蚀作用形成。黄河源地区的地貌特征受构造作用控制较为明显:盆地边缘的昆南断裂、布青山山前断裂和巴颜喀拉山前断裂对盆地的展布形态和整体地貌特征具有控制作用;盆内玛多断裂、巴颜河前断裂和麻多—野牛沟断裂破坏了古湖积阶地的层状地貌,控制了盆地内部的地势起伏变化和黄河源区水系的整体展布。黄河源流域地貌整体处于壮年期,为构造活动和水流作用的综合结果。4 200～4 800 m高程范围内的流域面积最大,占总流域的90.6%,为长期内流作用形成的区域平坦的地形,推测为古湖期湖泊作用的结果;盆地两侧的山前地区,构造活动剧烈、风化作用显著,呈现老年期地貌;盆地东南切口为河谷地貌,处于幼年期,由黄河源的地貌发育特征推测黄河源水系为发育较为年轻的水系。

基于ASTER GDEM数据的青藏高原东部山区地形起伏度分析

以青藏高原东部山区为研究区,基于高空间分辨率的ASTER GDEM数据,通过AML语言编程调用ArcGIS中用于邻域分析的focal函数,计算不同邻域尺度单元下地形起伏度。研究表明:邻域尺度单元大小对地形起伏度计算至关重要,起伏度值先随邻域尺度单元面积增大而快速增大,当邻域尺度单元面积达一定阈值后,其增大速度开始减缓并趋于平稳,且在增速减慢过程中存在一明显拐点,即最佳邻域尺度单元。通过高差显著性变化检验法,确定最佳邻域尺度单元为5.0625km2,据此制作地形起伏度分级图,发现研究区自西北向东南地形起伏度逐步增加,地势以中度起伏(200～500m)为主。

ASTER GDEM垂直精度评价及其在重力地形改正中的适用性

利用重力剖面的GPS数据对ASTER GDEM模型进行垂直精度评估,并对其在重力地形改正中的适用性进行讨论。结果表明,ASTER GDEM模型在贵阳-维西和金川-犍为两个重力剖面中,与实测GPS高程相比标准差分别为14.93m和18.02m,模型起伏与实测数据具有较好的一致性。在小比例尺中、远区及大比例尺远区重力地形改正中,ASTER GDEM模型数据的适用性较好。

基于ASTER GDEM数据的山西地形起伏度分析研究

以30m分辨率ASTER GDEM数据为基础,在GIS系统的支持下,首先利用邻域分析法,在不同大小邻域窗口下(2×2,3×3,4×4,…,35×35,40×40,45×45,50×50,55×55,60×60)对山西地形起伏度进行提取,然后运用均值变点分析法计算最佳计算单元,并完成山西地形起伏度分级图的绘制,最后对地形起伏度特征进行分析。结果表明:17×17网格大小(0.260 1km^2)为山西地形起伏度提取的最佳计算单元,山西地形起伏度以小起伏为主。均值变点分析法是确定最佳计算单元的一种较为理想的方法。

ASTER-GDEM数据在大兴安岭北段地貌形态分析中的应用

基于ASTER-GDEM数据,利用彩色晕染、密度分割与GIS空间统计分析技术,结合地质资料,通过地形高程(平均高程、最大高程和最小高程)、地势起伏度、典型高程剖面及流域面积-高程积分等手段,对大兴安岭北段的地貌特征进行初步分析。分析结果表明,研究区主体呈现平原(台地)与丘陵地貌,地势相对平缓,呈北北东向延伸展布,存在多期隆升,受到北北东向区域构造控制,且遭受北西向构造活动改造;高程剖面揭示研究区存在多级剥夷面(或面状地貌面),最多可划分5级,且在各段、各坡向上发育特征不一,北北东向构造对地貌演化的控制作用强于近东西向构造,其活动强度上北段明显强于中、南段;面积-高程积分分析表明研究区地貌演化处于壮年期的晚期,山体处于隆升晚期或趋于稳定阶段,但北西向构造活动,形成大量狭长的新生沟谷。

基于ASTER-GDEM数据的羊卓雍错地区构造地貌分析

基于ASTER-GDEM数据,运用GIS空间分析统计技术,通过对数字地形高程、地表起伏度、地表坡度等地貌参数的统计和条带剖面及面积-高程积分等数字地貌分析,结合前人的区域地质资料及野外实地调查和验证,对藏南羊卓雍错地区的构造地貌特征进行了初步分析,旨在为研究区的盆地地貌格局演化分析提供依据。研究结果表明,研究区构造地貌总体为一近东西向盆地,最高海拔7515 m,最低海拔2581 m,属于高海拔—极高海拔区域;流域内以平原和丘陵地貌为主,平均起伏度为314 m,平均坡度19°,地势起伏较小,发育有三级层状地貌;盆地边缘受断裂的控制,构造现象发育,线性影像特征明显。其东、西部分别受桑日—错那断陷带和亚东—露谷断陷带所围限,具有多期构造活动特征。盆地南北两侧受绒布—哲古断裂和邛多江断裂控制较弱。受构造活动和地表水流综合作用的影响,盆地内部地貌已进入老龄化阶段。

基于ASTER GDEM数据喀斯特区域地貌类型划分与分析

以30 m分辨率ASTER GDEM数据为基础,通过GIS空间分析和非监督分类的方法进行地貌基本类型的自动划分。研究结果表明:①ASTERGDEM数据能够满足1∶10万比例尺下喀斯特区域的地表形态表达;②以流域为单位提取地形因子符合地貌发育的基本规律,提取的地形因子能客观的反应地表真实形态;③采用非监督分类法能够有效的实现1∶10万比例尺下地貌基本形态的定量化、自动化分类。

基于ASTER-GDEM的贵州及其邻区地貌面提取及研究

多级地貌面是贵州及其邻区重要的地貌特征,深入研究其特征有助于了解该地区新生代以来的构造演化历史。为了研究该区新生代以来的构造演化历史,基于ArcGIS及ERDAS软件平台,利用ASTER-GDEM数据对该区坡度等地貌参数进行了提取。通过统计,进一步提取出了区内的地貌面,首次提取出了该区层状地貌的准确数值特征,并结合野外地质调查得到验证,从而为层状地貌的定量化、直观化研究提供了一种新思路。研究结果表明,研究区内分布有4级地貌面,反映出新生代以来,该区经过了复杂的构造抬升,经历了3次以上的抬升-停滞活动周期,各次抬升的幅度为300～500 m左右,并且现在仍处于抬升期。

基于ASTER GDEM的河南西部伏牛山区断裂构造特征解译

采用ASTER GDEM数据及LANDSAT影像,运用GIS地形分析技术,通过山体阴影提取、坡度、坡向、水系走向、夷平面以及三维可视化等分析方法,对河南西部伏牛山地区的断裂构造特征及力学性质进行提取和分析,验证并总结了DEM与遥感、GIS相结合的手段对断裂构造解译的可靠性。

ASTER GDEM数据介绍与程序读取

2009年6月30日,期待已久的ASTER GDEM数据由日本经济产业省(METI)和美国航天局(NASA)共同发布,其空间分辨率达到了1弧秒×1弧秒(约30m×30m),相比2003年NASA发布的SRTM数据有了很大的提高,并且其陆地表面覆盖率也大幅提高,达到了陆地面积的99%。本文介绍了ASTER GDEM的相关特性以及使用程序读取该数据的方法。

基于ASTER GDEM 2的中小流域无资料地区设计年径流计算

针对采用传统参数等值线图法推求无资料地区设计年径流时存在工作量大且容易引入人为偏差的问题,以ASTER GDEM 2作为水文分析的基础数据,利用ArcGis9.3水文分析模块和空间插值技术改进传统参数等值线图法,并将其应用于九龙河流域麻窝沟河口无资料地区设计年径流。实例应用结果表明,基于ASTER GDEM 2数据的中小流域无资料地区设计年径流计算方法可减少设计人员工作量,能避免人为引入的偏差,对提高设计工作效率有较大帮助。

基于ASTER GDEM的县域尺度地形起伏度分析——以华蓥市为例

地形起伏度是度量区域地形宏观特征的重要因子之一,小区域较高分辨率地形起伏度研究有待深入。基于ASTER GDEM数据,以川东平行岭谷华蓥市为例,基于窗口分析法进行地形起伏度分析。结果表明随分析窗口增大,区域内平均起伏度不断增大,但最大起伏度趋于稳定;均值变点探测表明最佳栅格分析窗口边长约为27×27,对应最佳统计单元0.65km2,对于华蓥山地貌形态研究具有参考意义。