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。

用ANUDEM建立水文地貌关系正确DEM的方法研究

针对区域尺度的径流、水土流失定量评价和植被适宜性评价等研究工作需要,利用1∶25万数字地形图和ANUDEM软件,对黄土丘陵区中等分辨率水文地貌关系正确DEM建立方法进行了研究。结果表明该方法所建立的DEM,可以正确反映地貌梁、沟结构及其与流水线网络的关系,对地形描述的能力优于TIN方法建立的DEM;利用ANUDEM和1∶25万地形图插值建立黄土丘陵区DEM的三个主要参数分别为分辨率50或100,计算迭代次数40,第二糙率系数0.8。

ANUDEM和TIN两种建立DEM方法的对比研究

针对流域水文和土壤侵蚀定量模拟分析需要,对基于TIN和Hutchinson方法建立的DEM表现地形形态和起伏的能力进行了对比研究。结果表明,基于TIN建立的DEM始终存在一些平顶现象,一些较小的侵蚀沟被忽略,其上提取的河流不完全连续,多处出现多重线条河流,因而不能如实地反映地形起伏的细部特征。而基于ANUDEM建立的DEM,其派生等高线的形状与输入等高线吻合较好,较好地表现了地形的形态和起伏,对地形和坡度的反映更加连续和光滑,其上提取的河流信息基本与地形图上的河流一致。

基于ANUDEM与山脊抬升的DEM简化

为在DEM简化过程中充分保留地形骨架信息,提出一种基于ANUDEM与山脊抬升的DEM简化方法。利用ANUDEM插值法获得顾及水文要素的DEM简化表面,并对简化DEM实施山脊抬升,从而得到顾及地形骨架的简化表面。实验表明,在简化DEM中实施山脊抬升能够更大程度地增强简化表面山体结构的保留程度,且随着地形简化程度的降低,山脊抬升法的作用也逐渐增大。

基于CA-Markov模型与ANUDEM内插法的崩岗侵蚀量预估

崩岗是中国南方最为严重的土壤侵蚀类型之一,产生的大量泥沙危害农业生产和生态环境,因此对其侵蚀量的预估是防治该现象的重要途径。崩岗面积较小且侵蚀剧烈,难以应用现有方法预估侵蚀量。该文应用CA-Markov模型和ANUDEM内插法对其高程级别模拟和空间内插,从而实现对崩岗侵蚀量的预估,并以福建省安溪县龙门镇的一处崩岗为例进行实证研究。结果表明:CA-Markov模型适用于对崩岗高程级别的模拟;ANUDEM内插法对崩岗地形的整体还原度较好,但对细节的刻画不够;以经过级别划分和内插处理的高程数据为基期底图计算得的崩岗侵蚀量较符合实际值,且实际侵蚀量越大,模拟精度越高;案例崩岗在一般年景、干旱年景和多雨年景中的年侵蚀量分别为:824.69、731.03和924.57 m^3,不同年景之间侵蚀量的最大差值为193.54 m^3,因此在修建崩岗拦沙坝时需考虑不同降雨年景中侵蚀量的差异。研究结果不仅提供了预估崩岗侵蚀量的新思路,还可为崩岗侵蚀的防治工作提供参考依据。

基于Anudem建立精确三维地形方法研究

以陕北黄土高原区作为研究区,使用1:1000地形图,利用Anudem算法生成精确三维地形DEM。评价Anudem方法和TIN方法生成的DEM的精度。DEM精度评价包括数值指标、坡度、等高线回放和不同差值算法结果差异分析等。结果表明Anudem方法生成的DEM精度好,能很好的反应精确三维地形。

ANUDEM和TIN建立DEM算法比较

本文利用等高线和高程点作为高程信息，利用水系作为辅助信息，使用ANUDEM和由TIN建立DEM两种方法建立DEM，并用派生等高线、提取水系和生成山体阴影模型对两种方法生成的DEM质量进行比较。实验结果表明，由ANUDEM方法得到的DEM光滑连续，克服了由TIN造成的平三角形和阶梯地形的现象，并且由ANUDEM方法得到的DEM具有正确的水文地貌关系。因此，ANUDEM是一种更加优秀的DEM插值算法，在实际工程应用中具有很大价值。

区域土壤侵蚀定量评价中的坡长因子尺度变换方法

区域土壤侵蚀研究中,坡度、坡长只能基于中低分辨率DEM提取,但提取的坡度发生衰减,坡长发生扩张。以陕西省延安市及周边地区为研究区,利用国家测绘局生产的1∶25万数字地形图和研究区内典型地区1∶5万数字地形图,在ANUDEM软件支持下,建立了研究区50 m分辨率和典型地区10 m分辨率的水文地貌关系正确DEM,利用直方图匹配原理对50 m分辨率DEM上提取的坡度、坡长进行变换,并对变换前后坡度、坡长对土壤侵蚀强度的影响进行了评价分析。结果表明,经变换后的坡度整体变陡,坡长整体变短,变换后坡长平均值和累积频率曲线与高分辨率(10 m)坡长均较接近,且其空间格局基本保持不变。利用中国土壤流失方程计算坡度坡长均不变换、只对坡度变换、只对坡长变换和坡度坡长均变换4种情况下的土壤侵蚀强度研究结果表明,只对坡长变换时土壤侵蚀强度有所减小,而只对坡度变换和坡度、坡长均变换时土壤侵蚀强度增大,且前者增大幅度较大。说明坡度衰减比坡长扩张对土壤侵蚀评价结果的影响更大,在实际应用中有必要对坡度和坡长都进行变换,以期为土壤侵蚀定量评价提供更加准确的数据支持。

高分辨率数字高程模型的构建方法

高分辨率数字高程模型（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。本文以黄土高原典型丘陵沟壑区小流域为例，基于大比例尺（1：10000）数字化地形图和专业化DEM插值软件ANUDEM，探讨了ANUDEM在应用中的几个重要参数的取值，建立厂高分辨率DEM，并对拟合DEM的质量进行了评价：研究表明，最佳分辨率为等高线间距的一半，一般为5m或2.5m，第二糙度系数为0.8，计算迭代次数为20～30次。ANUDEM建立的DEM表面光滑，回放等高线与原等高线符合度高，能真实地表现地形起伏，由其提取的水系与流域沟谷完全吻合且连续完整，适宜水文分析，是一种建立高质量DEM的优良方法。

等高线内插DEM算法的质量评价

以北方农牧交错带典型丘陵、山地及丘间盆地混合地带为研究区,利用国家测绘局提供的1∶5万地形图,比较ANUDEM方法与生成DEM常用的内插算法TIN、NNI、Kriging和IDW之间的精度。DEM质量评价采用数值精度指标验证,并辅以地形属性可视化分析、等高线分析和不同算法插值结果差异分析等,结果表明不同算法内插高程误差较大的区域主要分布在地形结构线附近;且ANUDEM方法生成的DEM精度较高,在其上提取的等高线与原始等高线吻合度高,能较好地反映研究区的真实地形。

适用于地形复杂地区水土流失评价的高分辨率DEM建立方法

选择地形复杂、水土流失严重的东北黑土漫岗区和南方红壤丘陵区为研究区,利用AUNDEM软件和1∶1万数字地形图,对两地区高分辨率水文地貌关系正确DEM的建立方法进行研究,并对所建DEM的质量进行了评价。结果表明,利用ANUDEM和1∶1万地形图插值建立的两个样区DEM三个主要参数分别为:东北黑土漫岗区分辨率1 m,迭代次数40,第二糙度系数0.5;南方红壤丘陵区分辨率5 m,迭代次数40,第二糙度系数0.6。通过与基础数据比较、DEM对地形的表现能力及水系网络分析三个方面对DEM的质量进行了评价,结果表明所建DEM能正确表现地形的形态及其与水系网络的关系,其派生等高线与原等高线符合度高。利用ANUDEM和数字地形图,可建立两类型区水文地貌关系正确的DEM,为水文和土壤侵蚀模拟分析提供支持。

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。

陕西省水文地貌关系正确的DEM的建立及评价

【目的】建立陕西省水文地貌关系正确的数字高程模型(Hc-DEM),并对Hc-DEM的精度进行评价。【方法】研究快速有效地处理原始数据及生成陕西省Hc-DEM的方法。从地形的表现能力、水系网络和交叉验证等方面,对Hc-DEM与基于TIN建立的DEM(TIN-DEM)进行了对比评价。【结果】Hc-DEM能够很好地表现地形起伏,正确地反映地貌,如梁、沟及流水线网络;且其对地形的表现能力优于利用TIN建立的DEM。【结论】用ANU-DEM生成的陕西省Hc-DEM能更真实地反映实际地形,比TIN-DEM效果好。生成了陕西省Hc-DEM的3个关键参数:分辨率50m,第2糙度系数0.8,迭代次数40。

江西省水文地貌关系正确的DEM建立

以江西省为例,基于1∶25万地形图和ANUDEM软件,探讨了省域尺度中等分辨率的水文地貌关系正确的DEM(Hc—DEM)建立方法,并对其质量进行了评价。对DEM生产过程中的数据预处理、关键参数的确定等进行了讨论,并采用等高线套合分析、随机检验点分析和水系网络分析等方法对生成的江西省Hc—DEM进行质量评价。研究结果表明,利用现有数字化地形图上的地形信息(等高线、高程点和水系),在ANUDEM软件的支持下,可建立较高质量,能正确反映地形与地表流水关系的DEM,所建立的DEM质量可达到USGS标准。建立DEM的主要参数为:分辨率50m,迭代次数30,第2糙度系数0.5。

基于Hutchinson的DEM建立及质量评价

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。国外应用最广的是基于Hutchinson方法的DEM插值方法和应用该算法的软件ANUDEM,该软件采用有限微分内插技术和地形强化算法,自动去除伪下陷带点和生成输入数据错误文件。研究表明,通过等高线回放、DEM中误差、坡度、河流、光照模拟等方面的对比,ANUDEM生成的DEM表面光滑,比常规用TIN方法构建的TIN-DEM更能准确地表现地形起伏,其提取的坡度、光照图更准确,适宜进行水文分析。

散乱数据内插平原地区DEM的方法

以我国东部平原地区钱营孜煤矿矿区为案例,根据实测的散乱数据,使用交叉统计检验和视觉特征分析了ANUDEM方法和与地理信息系统领域中常用传统插值方法的空间插值结果。分析表明,在平原地区,TIN方法生成的DEM具有较高的精度,ANUDEM方法生成的DEM能够准确反映水文地貌。

地形平坦地区DEM生成算法的比较研究

数字高程模型(DEM)是GIS的基础数据之一,是许多涉及高程信息的空间分析的重要基础。DEM插值精度的好坏直接影响基于DEM的各种地学分析及应用,因此研究高精度的DEM插值算法具有重要意义。介绍了基于水文强化算法的DEM插值算法——ANUDEM,并与传统的TIN建立DEM的算法进行了比较。认为在地形复杂地区由于等高线密集,高程信息丰富,两种插值算法效果都比较好;而在地形平坦地区ANUDEM算法精度优于TINDEM,并且,ANUDEM得到的DEM很好地避免了平山顶、阶梯状地形,其派生的等高线和水系与原始数据更加吻合。相对于TINDEM算法,ANUDEM算法更适合地形平坦地区的DEM建立。

考虑开采沉陷影响的矿区地形图更新方法

针对矿区地形图更新周期长、成本高的实际问题.利用开采沉陷、地理信息系统等理论,采用在原始地形上叠加开采引起的地表下沉量的方法,提出了一种顾及开采沉陷影响的矿区地形图更新方法.研究结果表明:利用该方法能有效融合矿区原始地形数据和沉陷预计结果,快速实现地形图更新,动态反映开采前后地貌变化趋势,其精度完全能够满足矿区大比例尺数字地形图的要求,可为矿区土地复垦与生态重建提供科学依据.

胖头泡蓄滞洪区水文地貌关系正确的DEM建立

开展胖头泡蓄滞洪区空间地形数据采集,形成一套完整、准确的蓄滞洪区数字高程模型(DEM),将为蓄滞洪区建设、管理和调度决策提供可靠的信息依据与技术支撑。文中利用1:5万数字地形图,进行地形数据采集与编辑检查,建立了水文地貌关系正确的DEM,并对其质量进行了评价。研究结果表明,基于水文地貌关系正确建立的DEM质量较高,能更加准确、真实地反映地形形态和地貌与水文关系,精度满足标准规范的要求。

Comparative study and error analysis of digital elevation model interpolations

Researchers in P.R.China commonly create triangulate irregular networks(TINs) from contours and then convert TINs into digital elevation models(DEMs).However,the DEM produced by this method can not precisely describe and simulate key hydrological features such as rivers and drainage borders.Taking a hilly region in southwestern China as a research area and using ArcGISTM software,we analyzed the errors of different interpolations to obtain distributions of the errors and precisions of different algorithms and to provide references for DEM productions.The results show that different interpolation errors satisfy normal distributions,and large error exists near the structure line of the terrain.Furthermore,the results also show that the precision of a DEM interpolated with the Australian National University digital elevation model(ANUDEM) is higher than that interpolated with TIN.The DEM interpolated with TIN is acceptable for generating DEMs in the hilly region of southwestern China.