基于DEM的贵州山区气温和降水推算方法研究

选取贵州省19个气象站50a(1960-2009年)的气温、降水资料,并以26.876°N为界(威宁测站纬度)将贵州分为南北两个区域——南区和北区,同时以1km×1km的DEM数据为基础,结合多元回归等方法,分区域建立基于纬度、归一化的海拔和坡向、以及坡度因子的气温和降水推算模型,由此在其选定区域进行气候要素小网格推算.结果表明:地理因子中,纬度因子对温度和降水的贡献最大;南区温度模型相关显著,但降水模型没通过检验;而北区温度和降水模型效果都很好;在推算区域中,温度,降水分布存在纬向差异.

DEM线性建模过程中的高程误差传播

在建立数字高程模型(DEM)时,基于规则格网数据和基于三角形网数据的线性建模是常用的方法。在建模过程中,结点的高程误差会随之传播。研究了DEM在基于规则格网数据和基于三角形网数据的线性建模过程中的高程误差传播问题,推导出了在结点高程误差相关情形下的高程误差传播公式,求出了在规则格网和不规则格网面上的平均高程传播误差。平均高程传播误差可以作为DEM线性插值过程中高程误差传播的度量指标。

基于混合DEM数据存储结构的三维地形可视化

为了解决三维地形可视化中的海量数据快速高精度渲染问题,基于创建三维地形所使用的两种主要数字高程模型TIN(Triangulated Irregular Network)和GRID,研究了模型采样点的分布特征、各自优缺点以及存储数据结构,给出了构建混合DEM(Digital Elevation Models)模型的方法,详述了构建混合模型,计算地形复杂度的方法,混合模型的数据结构及三角网生成算法。通过实验说明了混合模型用于三维地形可视化的优势。

基于DEM构造的空间网格曲面模型确定土方工程零线

目的利用数字高程模型(digital elevation model,DEM)构造原始地形和场平设计地形的空间网格曲面模型,确定土方工程中的零线.方法通过实测提取原始地形DEM数据;依据空间直线方程,推导空间线段上任意点的坐标与方向余弦的数学关系式,采用Fortran90程序设计语言编写DEM数据提取程序,自动提取场平设计地形DEM数据;应用Surfer8.0和MapInfo软件构造规则的网格空间曲面模型并导出网格节点数据;擦除场平设计范围外数据.结果根据空间曲面交线上任意对应点的坐标x、y、z相等的性质,找出x、y、z数据相同的节点并连线,该线段即为土方工程的零线.应用此法尝试确定本山影视基地土方工程的零线,本法与方格网法比较,误差小于方网格法.结论用DEM构造的空间网格曲面模型可确定土方工程的零线,其零线的定位精度高于方网格法,该法为科学施工提供了更加准确的依据.

基于BJ-1影像和高分辨率潮汐网格的潮滩DEM构建

平缓潮滩的测绘受到潮汐和淤泥的双重影响,难以进行大区域的人工作业。探讨利用序列遥感影像构建潮滩DEM的技术方法。基于多时相BJ-1小卫星自动提取水边线,利用中国近海高分辨率潮位网格,与卫星过境时刻的水边线进行空间关联与内插,生成带有高程值的系列水边点,并以此来构建潮滩地形三角网,最后生成格网潮滩DEM。与现场RTK验证的三个剖面的高程相比,其高程绝对误差均值小于0.2m。结果表明,应用中分辨率遥感影像进行淤泥质潮滩地形反演可以达到一定比例尺的制图精度。

规则DEM地形数据转换为TIN模型的迭代搜索算法

在实际应用中由于规则网格DEM的数据量大而不便存储,而且某些分析计算也经常需要使用TIN模型的DEM,需要将网格DEM转成TIN模型的DEM。采用迭代搜索算法将网格转化为DTIN。在DTIN的生成算法中,对点的定位算法和空外接圆判断算法进行了改进和优化,从而提高了算法的整体执行效率。

格网DEM在坡耕地调查中的应用——以庄河市为例

以庄河市1∶1万MapInfo地籍数据库为基础,利用地理信息系统软件MapInfo-VM建立格网DEM模型,并通过DEM计算派生出坡度等值面图,再结合矢量化地籍图和相关资料,应用地理信息系统空间分析功能,自动提取坡耕地数据。整个过程主要由计算机进行处理,人工干预少,效率高。

DEM栅格单元大小对汇水区提取的影响研究

汇水区是分布式水文地表积涝模拟的基本单元,汇水区划分的精确性对暴雨积涝模拟具有重要意义。利用水文分析工具进行研究区汇水区提取时,由于DEM栅格单元大小不同,汇水区划分空间分布精确性不同。为了研究DEM栅格单元大小对汇水区划分精度的影响规律,本文采用栅格单元大小为30、50、100 m DEM对同一地区进行汇水区划分计算,研究分析DEM栅格单元大小对汇水区划分涉及到的水流方向提取计算、汇流累积量计算、水流长度计算以及对流域分割计算的影响,从而实现DEM栅格单元大小对汇水区划分精度的影响评价。研究发现:栅格单元大小改变,对水流长度计算、流域分割、汇水区划分几个要素影响程度较大,栅格单元大小的变化对流向分析、汇水量提取几个要素的影响程度相对较小。栅格单元变大时,汇水区的面积减小,汇水区的个数也相应的减少;栅格单元变小时,汇水区的面积变大,汇水区的个数也相应增加。

金沙江干热河谷高精度冲沟DEM重采样研究

以金沙江干热河谷区典型冲沟为对象,基于野外实测数据构建0.5 m×0.5 m格网冲沟DEM,对比分析了最邻近(NEAR)、双线性(BIL)及三次卷积(CUB)重采样方法对高程中误差(Er)、冲沟表面积(S)和体积(V)的影响.结果表明,DEM重采样到5.0 m×5.0 m过程中,BIL及CUB重采样DEM的高程中误差略小于NEAR;重采样过程中表面积比体积随格网分辨率变化敏感,2.5 m×2.5 m DEM表达的冲沟表面积降低为初始表面积的90%,4.0 m×4.0 m DEM冲沟的体积降低为90%.结果显示,对于形态复杂的冲沟,DEM重采样方法以BIL为首选,侧重宏观特征,如地形表面积等分析时约2.0 m×2.0 m格网较为适宜.

基于TIN和格网的DEM表面建模的比较

TIN和格网是DEM表面建模的两种基本的建模方法,它们各自具有不同的特性及其适用的范围。本文实现了用离散点来建立TIN、规则格网,以及从正方形格网到TIN的转换,并且比较了它们在DEM表面建模时的优缺点。

基于布料模拟与空间向量投影的组合滤波算法

针对通过单一的机载激光雷达(LiDAR)点云滤波算法难以生成高质量的数字高程模型(DEM)的问题,本文提出了一种结合布料模拟滤波(CSF)算法与基于空间向量投影后处理的组合滤波算法。该组合滤波算法一方面能够有效剔除影响DEM构建的近地面点,同时避免过滤波。首先,对原始机载LiDAR点云进行粗差剔除并通过CSF算法获取初始地面点;其次,以初始地面点中任意激光点为起点并以邻域格网内最低点为终点构建向量,判断所有向量的Z方向投影累加结果与设置阈值大小,进而判断当前激光点类别。为了对本文提出组合滤除算法的有效性与优越性进行检验,通过两组不同地形的机载LiDAR点云数据进行实验,结果表明本文提出组合滤波算法滤波结果较单一滤波算法的点云滤波精度更高,受地形条件限制较小,具有较高的稳定性与适用性。

基于GIS格网模型的洪水淹没分析方法

在遥感与GIS技术的基础上,应用数字高程模型(DEM)生成的格网模型进行洪水的淹没分析。在给定洪水水位和洪量两种条件下,对基于三角形格网模型和任意多边形格网模型,分别得出洪水淹没结果。并对洪水遥感监测获得的淹没范围,利用格网模型进行水深分布计算。结果表明,以GIS技术为支持,采用平面模拟方法进行洪水淹没范围和水深分布的模拟是可行的,使遥感监测与一般洪涝灾害损失评估模型比较好地结合,得出更准确的灾情损失评估结果。

数字高程模型及其数据结构

简要介绍了DTM的提出和应用情况,并对数字地面模型(DTM)、数字高程模型(DEM或DHM)、数字地形模型(DGM)等三个概念进行了论述,说明了它们的区别和联系,详细论述了离散点、不规则三角形、等高线、断面线和规则格网等几种数字高程模型的数据结构,并对不同数据结构的数字地面模型的特征进行了比较。

静库容计算方法的比较分析

库容计算常用的基本方法有数字高程模型(DEM)法、方格网法、断面法、等高线法等4种。在实际应用中,由于水下地形的多样性、复杂性,同一水域采用不同的计算方法其库容量均有不同程度的差异。基于此,对静库容计算的4种方法的基本原理、数学模型进行了讨论,并结合实例对4种方法的适用情况、所需条件及精度情况进行了比较分析,认为数字高程模型(DEM)法在静库容计算中更具有优势。

基于规则网格的等值线的生成研究

本文对规则格网等值线的生成算法做了些许探讨和研究,具体介绍了等值点的计算,等值线的追踪和绘制。

基于SRTM的三维电网走廊高程平滑方法

三维电网走廊是智能数字电网的基础,通过LiDAR(light detection and ranging)系统可以快速获取带状的电网走廊数字高程模型DEM和数字正射影像DOM,但所得的走廊数据宽度有限,不利于电网数据的管理。提出了一种基于全球航天飞机雷达测图计划SRTM(shuttle radar topography mission)背景数据与LiDAR高分辨走廊数据融合构建大范围三维电网走廊地理环境的方法。首先分析了SRTM数据与LiDAR走廊DEM数据融合存在的问题,其次提出了二者融合的处理流程和平滑方法,最后对南方某省电网的高精度LiDAR走廊数据和SRTM背景数据进行融合实验分析。结果表明,走廊高程平滑精度可达1 m以内,平滑处理后的电网走廊数据很好地融入了SRTM数据中。

基于格网的交叉口立面设计软件开发

交叉口立面设计的计算绘图工作量大,需用CAD提高效率。提出了交叉口设计单元划分和基于点、线、面的几何建模方法。采用格网作为三维设计面,讨论了相应的设计流程和算法。依托AutoCAD平台和ObjectARX开发技术,阐明了设计要素的表达方式,用C++编程实现了软件功能。结果表明,所采用的几何建模方法适用于各种形式的交叉口,基于格网的三维设计高效直观,利用ObjectARX能方便地实现软件功能。

基于散乱点集的规则格网构建方法

数字高程模型(DEM)是地理信息系统(GIS)重要的空间地理信息,是地理信息系统(GIS)进行地形分析的核心数据。模型构建方法的选择是数字高程模型的核心问题,它直接影响数字高程模型的质量,贯穿于数字高程模型生产制作的全过程。数字高程模型有三种数据结构形式:规则格网数据结构、不规则三角网结构和等高线结构。在通常的使用中,规则格网形式的数字高程模型是使用最为广泛的一种,也是建立最为容易的。为此,本文着重对规则格网的构建方法中的内插方法进行了探讨。

一种基于断面高程数据的河道冲淤计算方法--曲线正交网格地形法

本文应用河道固定断面高程数据和卫星遥感资料,建立了一种基于曲线正交网格的河道数字高程模型(DEM),进而进行河道冲淤定量计算的普适方法。应用1991—2012年黄河孙口-艾山河段河道断面高程数据,结合卫星遥感资料,分别应用本文方法、断面法和基于矩形网格的网格地形法计算了孙口-艾山河段的冲淤演化,比较了不同方法的差异,探讨了不同方法产生误差的主要原因,结果表明:基于三种方法计算得出的研究区河道冲淤演化趋势基本一致,但冲淤量差异较大。断面法计算结果与本文方法结果较为接近,平均相对误差约为9%,其计算误差主要源于未考虑河道宽度变化和断面方位与河道夹角的变化。基于矩形网格建模计算结果与本文方法结果相差较大,平均相对误差可达40%以上,主要由于现有断面数据空间分布不均匀,导致计算网格对于弯曲河道的控制不足,进而导致河道高程插值失真。本文方法考虑了河道河势与河长变化,计算网格与河道边界拟合较好,优化了河道高程插值方法,降低了断面方位对插值结果的影响,能够准确的计算河道的冲淤通量。

一种基于网格数据的等高线生成算法

等高线在地理空间信息表达中占据着重要的地位,与数字高程模型(DEM)都是用来表示地形信息的,从格网DEM中快速提取等高线数据并绘制出精确的等高线是十分有必要的。在格网生成等高线的传统算法基础上,提出一种针对数据量少、数据分布大致呈网格分布的网格等高线生成方法,在网格的横边和纵边上快速扫描跟踪各个等值线的点并绘制出地形图的等高线和水利大坝的温度等值线。试验结果显示算法具有较高的精度和实用性。