基于LBM-DEM细观数值模拟的水力诱导覆盖型岩溶地面塌陷发育过程分析

文章以水力驱动的覆盖型岩溶地面塌陷为背景,基于离散元方法和格子Boltzmann方法,采用Bouzidi插值反弹边界格式和动量交换法,建立一种可以从细观角度模拟覆盖型岩溶塌陷的二维格子Boltzmann方法—离散元方法流固耦合模型。在此基础上对承压水下降引起的覆盖型岩溶塌陷数值模拟开展了探索性研究。模拟结果表明:承压水位下降工况中地下水主要对隔水层岩溶开口处的颗粒产生影响,对土洞周围土体产生向下的作用力;土体颗粒的剥落容易造成土颗粒原位置和上方位置处水压的陡降,从而造成较强的水力坡降,使得地下水对内部颗粒作用力陡增,容易引起上方颗粒在地下水作用力和重力作用下失稳,导致从土体颗粒失稳至土层塌陷逐渐加速。研究成果对进一步从细观尺度进行水力驱动的覆盖型岩溶地面塌陷的发育过程与特征研究具有理论及实际意义。

二维小波在多尺度矿区沉陷DEM去噪中的应用

针对矿区沉陷DEM中含有较多误差的问题,为了能更好地研究矿区沉陷规律,本文提出了一种二维小波分析对多尺度矿区沉陷DEM去噪处理的方法。首先阐述了二维小波去噪的基本过程,并对二维小波的各个特性和参数设定进行了分析讨论,将2期点云通过插值方法得到的尺度分别为0.5 m、1 m、5 m和10 m的DEM做减法,生成矿区沉陷DEM,最终选用bior5.5和coif5小波基函数、分解层数为3,对各尺度下的矿区沉陷DEM进行了分析去噪,为证明方法的有效性,通过分析主断面观测线变化趋势和计算误差指标进行去噪效果的验证。结果表明,运用二维小波去噪方法能够削弱矿区沉陷DEM中的噪声误差,使得去噪后的矿区沉陷盆地接近于真实盆地,对于矿区沉陷监测和沉陷规律的研究具有较高的应用价值。

基于多尺度DEM一体化融合技术构建水利枢纽三维地形技术研究与应用

本文通过研究多尺度DEM一体化融合技术,构建了水利枢纽的三维地形模型,并深入研究了该技术在数字孪生乌鲁瓦提水利工程汛期模拟、汛期预演、汛期预警中的应用。首先对不同尺度DEM数据进行预处理,如数据清洗和去噪,以提高数据质量,然后采用多尺度分析方法,将不同尺度的DEM数据进行一体化融合,得到更准确、全面的地形信息。该技术的核心是基于多分辨率频域融合方法,将高分辨率DEM数据与低分辨率的DEM数据结合起来。通过分析不同尺度上的地形特征,可以提取出更丰富的地貌信息,为水利工程的规划和设计提供了重要的参考依据。

地理信息资源建设与维护更新项目中DSM、DEM数据质量检查方法

地理信息资源建设与维护更新项目测区范围广,各地区地形地貌、自然条件的差异决定了在对DSM、DEM数据成果进行质量检查时,除设计要求的中误差、最大误差等基本指标必须满足精度要求外,DSM数据匹配后细节纹理的体现程度、DEM数据的滤波尺度等问题也是产品质量的关键点。本文针对DSM、DEM数据检查环节质量关键点的检查,分析总结出一些检查方法和技巧,对具体质量问题作了对比展示,为后期成果数据质量的提升提供参考借鉴。

黄土丘陵沟壑区1∶1万及1∶5万比例尺DEM地形信息容量对比

黄土丘陵沟壑区地形变化异常复杂 ,1∶5万地形图对原始 1∶1万地形图等高线形态综合、取舍程度很大 ,这些都在不同程度上影响了地形分析结果的准确性。以高精度的 1∶1万比例尺DEM为校准值 ,运用 1∶1万及 1∶5万比例尺DEM叠合比较分析的方法 ,研究 1∶5万DEM的地形信息容量及提取不同地形要素的精度。试验结果表明 ,在黄土丘陵区 ,与 1∶1万DEM相比 ,1∶5万DEM在所提取的地面坡度、地面曲率、沟壑量等地形定量指标方面均都存在着较大的误差。

DEM及数字地形分析中尺度问题研究综述

基于DEM尺度的概念与类型、DEM地形分析的尺度效应、DEM地形分析尺度研究的关键问题、DEM地形分析尺度研究的方法等几个方面的论述,分析了当前国内外在该领域的研究进展,并指出了今后应重点研究的方向,包括自然地面与DEM模拟地面之间的尺度匹配、尺度冲突与尺度耦合的关系;空间尺度参数对DEM地形分析影响的过程与机理;DEM格网单元地形分析的异质性效应。在尺度层面上,提出不同地形复杂度条件下的DEM地形分析的确定性与不确定性规律,建立以尺度为自变量的多尺度地形分析模型,建立DEM地形分析的尺度转换模型。

基于不同比例尺的DEM地形信息比较

运用比较分析与数理统计的方法,以1∶1万DEM为基准,探讨在黄土丘陵沟壑区以1∶5万地形图为基础所建立的数字高程模型描述地表形态的精度特征。实验样区为陕北绥德县韭园沟流域,基本技术平台为ARC/VIEW地理信息系统软件。研究结果表明,在该地区内,利用1∶5万DEM所提取的地面坡度、剖面曲率、平面曲率3种地形因子都不同程度地存在着误差。其研究成果对于DEM应用精度的估算与误差的纠正有一定的指导意义。

建立省级数字高程模型(DEM)的关键技术——以江苏省为例

文章以江苏省的DEM制作为例,介绍利用ARCINFO、ARCVIEW软件生成DEM的全过程中的关键技术。应用结果表明,可以快速查找出采编地形图信息过程中的错误,建立的DEM精度较高,更适合于水土流失的定量监测,显示了该技术方法的可行性。

1∶10000及1∶50000比例尺DEM信息容量的比较——以陕北韭园沟流域为例

运用比较分析与数理统计的方法,以1:10000DEM为基准,探讨在黄土丘陵沟壑区1:50000地形图所建立的数字高程模型描述地表形态的精度特征。样区为陕北绥德县韭园沟流域,基本技术平台为ARC/VIEW地理信息系统软件,研究结果表明,在该地区内,利用1:50000DEM所提取的降水累积量、地面坡度、地面坡向3种地形因子都不同程度地存在着误差。该研究成果对于DEM应用精度的估算与误差的纠正,都有一定的指导意义。

不同比例尺DEM提取地形信息的比较分析——以重庆市为例

以重庆市1:10万DEM为基准,比较分析1:10万与1:25万不同比例尺的DEM在地形信息容量与精度方面的差异特征.分析得出:相对与1:10万比例尺的DEM,1:25万的DEM所提取的地面坡度、坡向、剖面曲率及平面曲率4个地形因子在不同范围内都存在一定的误差,应用1:25万的DEM提取地形因子会导致一些地形信息的损失.其研究成果为了解DEM的质量及适应性提供了参考标准与依据.为进一步研究控制与消除误差都具有重要的意义.

保持特征的变尺度DEM泊松重构算法

提出一种保持特征的变尺度DEM泊松重构算法.该算法提取DEM特征,改变特征的尺度,利用泊松偏微分方程重构尺度变化后的DEM,并把所提方法应用于南小河沟流域,对重构的不同尺度DEM提取坡度、坡向等地形因子特征进行对比分析研究.实验结果表明,以原始DEM为基础,该算法能够重构出精度明显改善的多尺度DEM.

DEM尺度变换中直方图相似度计算与应用

基于DEM尺度变换生成的不同栅格尺寸DEM分辨率确定的需求,采用直方图相似度计算方法,将不同栅格尺寸DEM同不同比例尺地形图对应分辨率的DEM进行对比,从而确定尺度变换生成DEM的分辨率。采用了4种不同的相似度计算方法,L1距离,L2距离,χ2距离和直方图的交,实验结果表明直方图的相似度计算可以有效地确定相似的DEM数据,从而确定DEM的分辨率。4种计算方法,L1距离比直方图的交有更广的适用范围,比L2距离、χ2距离更加直观。

不同比例尺DEM数据对森林生态类型划分精度的影响

针对以辽东山区森林生态类型划分的需求,探讨了所需DEM数据的最低精度要求,通过对比试验和Kappa检验,得到1∶10000比例尺DEM是划分辽东山区森林生态类型的较佳数据源。通过实践工作和对比试验研究,总结了针对ELT划分的需求,进行地形图扫描矢量化生成DEM数据过程中需要解决的关键技术问题,提出了等高线矢量化中纠错的有效方法,采用TOPOGR ID命令生成了更符合客观地形状况的DEM数据,解决了生态分类系统中的关键性技术问题,该技术方法具有普遍性。

论DEM地形分析中的尺度问题

DEM及其地形分析具有强烈的尺度依赖特征。本文以黄高原地区的研究为例,结合地学建模和地学模拟的需求,重点讨论DEM地形分析中的尺度问题。文中从DEM建立与应用出发,首先建立了DEM地形分析中的尺度概念体系,剖析了各类尺度之间的关系,其次讨论了尺度所引起的各种地形分析效应问题,最后探讨了DEM地形分析中的尺度转换类型和方法。

基于信息论的不同比例尺DEM地形信息比较分析

运用信息论与数理统计及对比分析的方法 ,以 1∶1万DEM为基准 ,探讨在黄土丘陵沟壑区 1∶5万DEM所建立的数字高程模型信息特征和对地形描述的精度特征。样区为陕北绥德县韭园沟流域 ,基本技术平台为ARC/VIEW地理信息系统软件。研究结果表明 ,在该地区内 ,利用 1∶5万DEM所提取的地面坡度、剖面曲率 2种地形因子及其熵值都不同程度地存在着差异 ,熵值变化率分别为 6 .2 75 %和 0 .182 % ,并且提出了信息损失量的计算公式和因子特征的纠正公式 ,同时从信息论的角度分析了这种差异的本质特征是微观每个栅格地形因子取值的不确定性变化。

基于提升方法的DEM多尺度表达研究

详细介绍了提升方法实现的原理和构造的 3个步骤 ,利用提升方法来处理浙江某地DEM数据 ,对其进行多尺度表达 ,并同第一代小波变换的多尺度表达的效果进行了比较。实例表明 ,提升方法有计算速度快、变换过程中数据无损失。

基于不同分辨率及地形条件的DEM空间尺度影响研究

为考察地形离散影响和平滑效应对地形特征计算的影响与地形类型和DEM分辨率间的关系,选取洞庭湖水系湖南地区SRTM3数据,通过对比原始1001、000 m和新100 m分辨率的三种DEM数据计算的地形特征均值发现:DEM分辨率对坡度和地形指数计算的影响主要来源于平滑效应,而对单宽集水面积计算的影响主要由离散化造成;地形离散化和平滑效应程度与地形类型相关,主要体现在与地形起伏程度和尺度特征的相关性上;随着DEM分辨率的增大,离散化对坡度的影响、平滑效应对集水面积和地形指数的影响逐渐趋于稳定,其他呈继续增大的趋势。

规则格网DEM地形综合方法分析

针对当前丰富多样的DEM地形综合模型,分类阐述其综合原理、关键技术及优缺点,以黄土丘陵1∶1万DEM为基础,对其地形综合效果进行对比分析。研究结果表明:现有的DEM地形综合模型各有优缺点;不同综合模型综合后的地形,高程数值随着综合尺度的增加,存在显著差异,而且不同综合模型对流域边界的综合处理也存在显著差异,没有形成客观有效的流域边界描述;当前困扰DEM地形综合的关键问题,是缺乏不同尺度下地形综合质量的客观评价标准,致使现有综合模型地形综合结果和DEM格网分辨率之间没有建立本应存在的内在联系,有待进一步深入研究。

一种基于谷地填充的DEM综合方法

提出一种基于次要谷地特征识别与填充的结构化DEM综合方法,该方法将地理层次的综合决策与几何层次综合操作整合到一起,以水文重要性作为谷地取舍的依据,对被舍弃的次要谷地填充其覆盖区域使局部地形变得平滑,从而实现DEM综合。该方法的原理基于如下考虑:地貌形态是内力和外力作用共同影响的结果,内力地质构造形成主要形态,外力侵蚀作用形成次要形态。旨在获得地貌主体特征简化表达的DEM综合可看做是一个弃除外力作用、还原内力作用的过程。通过实验及与其他基于图像处理算法(如重采样、低通滤波)的比较,发现本方法能够较好地保持地形特征的主体结构。

基于小波分析的复杂地貌区DEM自动综合研究

地理空间数据的自动综合是一个国际性难题,已有方法难以实现智能化“取主舍次”的制图综合原则。该研究基于小波多分辨率分析原理,以黄土高原样区不同复杂度地貌5m分辨率DEM为研究对象,通过改变自动综合过程中水平、垂直与对角方向的地貌高频信息,得到一系列不同尺度、不同详细程度的DEM,实现了复杂地貌区域DEM的自动综合。结果表明:在遵循地图综合基本原则的基础上,该方法可对地貌主次信息区别对待,通过保留不同高频信息,可不同程度凸显地貌的局部细节特征,而地貌的基本骨架保持不变;且对于不同复杂度地貌,保留相同高频信息,细节地貌特征的综合程度亦有所不同,其地貌依赖特性对于复杂地貌的自动综合有明显优势。