基于UAV-SfM数字模型的滇中环状构造地表与地形特征分析

地表特征与自然灾害密切相关,对维护生态环境和深入了解地表演化过程及地质构造特征具有重要作用。通过无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)航测和运动恢复结构(Structure from motion,SfM)技术构建的高空间分辨率数字模型,在滇中环状构造地貌开展地表覆盖信息和地形特征的分布关系分析。结果表明:在裸岩、裸土和植被混合区域,从定性和定量分析中发现DeepLabv3+算法相比于RF算法在试验区地表覆盖信息提取中有较好的提取效果。点云经滤波得到地面点,选择交叉验证中均值误差和均方根误差最小的Kriging算法构建分辨率0.1 m的数字高程模型(Digital elevation model,DEM),解译一阶坡面、二阶坡面和复合坡面的多种地形因子,根据相关性分析选取6种地形因子构建了综合地形分析模型(Comprehensive terrain analysis model,CTAM)。经过分析地表覆盖信息中覆盖面积最大裸土、植被与地形的联系,CTAM中每个等级像元数量与总像元数量百分比中,Ⅱ级占比最高,为28.87%,Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ占比分别为18.39%、13.82%和17.29%。UAV-SfM技术能有效捕捉环状构造表面特征,可为该地区地质研究与资源管理提供技术手段和科学依据。

用数字高程模型进行地表径流模拟中的几个问题

用数字高程模型进行地表径流模拟时 ,由于网格精度和高程精度的限制 ,使得在某些局部的模拟结果不理想。针对其中几个关键的技术问题 ,提出了相应的解决办法。伪负地形填充法可以区别真正的负地形和由于DEM误差造成的假象 ,并对伪负地形进行填充。水系图与 DEM结合的方法可以消除径流模拟结果与现有水系不吻合的现象 ,有效提高径流模拟精度。在地势平坦地区 ,采取在原 DEM上加微小修正值的办法 。

数字高程模型精度与地表拟合方法对坡度计算的影响

以数字地图为基础,以日本早池峰山地域为研究对象,研究不同地表拟合方法及DEM精度对坡度计算的影响:1)最小曲面法、逆距离法和剖面法3种不同的地表拟合方法对基于DEM计算的坡度影响很小。2)DEM精度对基于其计算的坡度有相当大的影响,随着DEM精度的降低,计算出的平均坡度变小。3)DEM精度对不同坡度级别有着不同的影响。这种影响按坡度大致可以分为3种类型:当坡度为0°～10°时,采用低精度的DEM将低估测面坡度,使这一坡度级面积增加;当坡度为10°～35°时,采用低精度的DEM将过高地估侧地面坡度,使这一坡度级面积减少;当坡度大于35°时,DEM精度对坡度的影响很小,坡度的频率分布随着DEM精度变化基本维持不变。

基于四叉树结构的数字地表模型快速生成算法设计

为了研究数字地表模型的快速生成方法 ,在总结传统 Delaunay三角化算法的基础上 ,给出了一个基于四叉树结构的数字地表模型快速生成算法的详细设计 .该算法的基本思想是首先利用四叉树结构来对离散点进行分割 ,然后对四叉树叶节点进行 Delaunay三角化 ,再两两合并四叉树节点三角网的凸壳 ,以快速生成地表格网模型 .该算法是以四叉树为基本单位来实现限定边和限定多边形的快速嵌入 ;最后给出了算法在不同情况下的测试结果 ,并对测试结果进行了具体分析 ,给出了算法的时间效率分析和空间复杂性分析 .实测数据结果表明 ,该算法有着较好的性能 ,而且也非常稳定 .通过实测结果分析和算法的时间效率分析 ,可以得到算法的时间效率近似为O(nlog(n) ) ;通过算法的空间复杂性分析可以看出 ,算法可以自动适应不同的点空间分布情况 ,而且采用四叉树结构也非常有利于限定边和限定多边形的嵌入 .

数字高程模型在滑坡地表排水设计中的应用

研究数字高程模型 ( DEM)在滑坡地表排水辅助设计中的应用。阐述了基于 DEM进行滑坡地表排水沟地形剖面绘制、沟段坡降量取、汇水面积确定、设计流量确定、水力计算和断面尺寸设计等各步骤的思路和方法 ,并结合三峡库区某滑坡实例作了进一步说明。该法可克服以往地表排水设计中仅由设计人员依据经验手工量取和绘制所存在的费工费时、准确性不高等不足 。

从数字高程模型中自动提取地表沟谷、水系信息的改进方法

一、引言地表的高程信息是地形图上表示的最重要的信息之一。在地理信息系统中，地表的高程信息通常表示成数字高程模型（DEM）的形式，而很少表示成像地形图上的等高线的形式。因为数字高程模型比数字化形式的等高线更容易进行各种应用分析和处理。

山区数字地表模型批量生产技术要点

结合某地理信息服务系统建设项目,针对批量生产边境高山地、山地等地势差异大、地形复杂、地貌破碎且树木覆盖度高的区域的数字地表模型,探讨生产过程中的区域网平差(稀少和无控)、数字地表模型匹配参数设置、图幅接边和裁切等关键技术环节的处理方法和技巧,以大幅提高生产效率,减少人员投入,为类似数字地表模型生产项目提供技术借鉴和参考。

高精度数字高程模型的构建方法研究

在分析构建数字高程模型优缺点和Hutchinson算法特点的基础上,探讨运用GIS和遥感软件生产高精度格网DEM的构建方法,并从软件构建方法、软件运行时间效率、格网DEM构建精度等方面进行分析比较,同时运用对比分析法对构建DEM的精度进行评价分析,得出利用ArcGIS中Topogridtool法是目前常用遥感和GIS软件中构建高精度格网DEM的最优方法,然后将该方法实际运用到玛尔挡地区,构建出该区域的高精度数字高程模型,该方法的运用在山地区域的建模误差最小、效果较好,为今后构建高精度数字高程模型提供一种更为精确和合理的方法。

矿山地表塌陷区的数字近景摄影测量监测技术

运用高分辨率数字摄影机,获取采矿地表塌陷区的数字影像像对,利用在现场布设的像控点建立DLT算法模型,计算出描述塌陷区形态的一系列特征点的三维坐标,在地理信息系统(GIS)的支持下,构建矿区地表原始地形DTM(数字地面模型)和塌陷区现状DTM,将两个DTM进行复合分析、计算出塌陷区的具体形态特征参数如形状、深度、体积等,结果表明这一技术是快速可靠的。

旱地保护性耕作地表径流和土壤水分平衡模型

在田间试验和对现有径流模型及土壤水分平衡模型改进的基础上,建立了适用于保护性耕作的地表径流和土壤水分平衡模型。该模型以日为步长,根据气象数据、土壤水分状况、作物生长发育及耕作管理措施,模拟不同耕作管理体系下地表径流和田间水分平衡的变化。针对保护性耕作的特点,主要对径流曲线数字(USDA-CurveNumber)法进行了改进,在PERFECT模型的基础上增加了坡度和降雨强度两因素的影响,从而使模型较全面地考虑了残茬覆盖、耕作、坡度及降雨强度等多种因素对径流的影响;采用简单实用的Priestley-Taylor公式计算潜在蒸散量,并考虑作物覆盖与残茬覆盖对土壤蒸发与作物蒸腾的影响。通过田间径流试验和根层有效贮水量测定数据的验证,证明了地表径流和土壤水分的模拟值与实测值比较接近。

一种改进的高分辨率卫星影像数字表面模型生成方法

针对高分辨率卫星立体影像生成数字表面模型(DSM)过程中由于影像几何和辐射差异造成匹配困难和误匹配等问题,综合运用尺度不变特征转换(SIFT)算子和归一化互相关(NCC)算子,并考虑核线和视差约束,提出了一种基于三角网视差约束的影像分层匹配方法,同时对匹配窗口进行自适应优化改进,实现特征点、格网点和特征线的匹配,从高分辨率卫星影像生成DSM.将提出的方法应用于上海崇明WorldView-1和浙江舟山资源三号卫星影像生成对应区域的DSM,与地面控制点和已有DSM对比分析,高程精度与像素分辨率相当,验证了所提出方法的有效性.

基于数字高程模型自动提取水系的若干问题

在分析对比基于数字高程模型 (DEM)自动提取水系算法的基础上 ,针对地表径流模型数据预处理中存在的问题 ,提出了相应的解决方案。该方案根据现实可得DEM数据的精度 ,指出DEM中“数字负地形”来自真实的地形和伪地形 ;伪凹陷来自数据单元的低估或高估 ;伪平原区的流向是一种汇聚模式的流向。通过对ARC INFO的样本数据进行实验 。

数字地貌晕渲光照模型研究

光照模型是地貌晕渲图能够在2维平面获得地貌3维立体形态的主要原因。在计算机图形学的基础上,推导了基于数字高程模型的晕渲光照模型计算公式;通过对相关文献公式的分析,指出了数字地貌晕渲采用的光照模型与传统地貌晕渲几何光学原理的关系;并对该模型下地表灰度值的计算与变化进行了分析研究。

数字化矿山三维空间模型的建立与研究

对Surpac的功能特点和通常建模方法进行了研究。按照建模流程并结合矿山实际,运用Surpac软件建立了某矿山的地质数据库、地表模型,并最终形成了矿体模型。

面向目标的森林地表火蔓延估计模型与方法

提出了建立面向目标的两维森林地表火蔓延估计系统新思想,从实际工程的角度出发,针对具体的应用目标,给出了建立面向目标的林火蔓延估计系统的基本方法和应考虑的因素,综合应用航空、航天遥感影像所提供的森林可燃物特性及DEM提供的坡度坡向信息,形成一种集林火蔓延估计模型及多重信息于一体的面向目标的林火蔓延估计预测系统,以期能改善实验室模型的代表性误差及由信息缺乏而带来的准确性误差,使系统针对具体的应用目标,有一定的实用价值和学术价值。

基于ArcGIS 9.2的矿区地表三维模型建立方法研究

地表三维模型在众多领域有着广泛的应用,如在各种地形区域中进行工程规划和优化设计,预期成果显示等。其建立效果的本质是建立一个区域电子沙盘,进行地表三维模型的制作和显示不仅便于用户直观地了解区域的地形地貌,同样也方便用户查询相关信息进行分析。主要研究了在利用数字测量方法所获得的矿区AutoCAD图形的基础上,基于ArcGIS9.2软件平台生成不规则三角形格网(TIN),并在此基础上创建数字高程模型(DEM),再与研究区ICNOS影像叠加建立地表三维模型的方法,然后初步讨论地表三维模型在矿山开发规划设计过程中的应用。

综合数字地面模型实测(同步)建模方法与系统的研究

本文提出了作为工程设计一般条件模型的综合数字地面模型的概念，对原数字地面模型概念进行了拓展。研究了实测（同步）建立数字地面模型的方法。提出了实地定义地形三角网的一种方法。研究了相应的软件系统功能和性能。介绍了一个基于便携式计算机的实测（同步）建模及勘测数据记录系统。

基于POV-ray逆向光线追踪模型模拟地表反射率图像

基于DEM数字高程模型、高空间分辨率地表反射率图像,采用POV-ray逆向光线追踪模型考虑地形影响,进行不同观测几何下的低空间分辨率地表反射率图像模拟;并以垂直观测为例,基于POV-ray逆向光线追踪模型生成地表反射率;并通过与真实反射率图像做比较,得到整幅图像的相对误差在-0.01~0。结果表明,基于POV-ray模拟地表反射率可行。

三维地震勘探采集设计中数字高程模型的应用方法

起伏地表(黄土塬、沙漠和山地)进行三维地震勘探资料采集,不但要避开地表障碍,还要避开峰顶和陡坡(即:避高、避陡)。论述了适用于地震勘探采集设计的数字高程模型地形属性分析计算和特征提取的数字信息处理技术和方法,研究起伏地表三维地震资料采集观测设计中的数字地形应用原理,实现三维地震资料采集观测设计的避高、避陡自动优化设计,为三维地震勘探采集设计数字高程模型的应用提供了研究基础。

基于模型试验的浅埋暗挖隧道施工过程中地表建筑物变形规律研究

为研究城市浅埋暗挖隧道施工过程中地表建筑物的变形规律,通过物理模型试验并采用 3D 扫描对地表建筑物沉降进行监测,同时采用数字散斑技术(DIC)对建筑物模型墙体的应变进行监测,得到浅埋暗挖隧道施工过程中建筑物墙体的应变规律。研究结果表明: 1)当建筑物中轴线与隧道中轴线平行,建筑物模型位于隧道正上方时,模型的各项应变随着与开挖掌子面距离的增大而减小;2)建筑物模型受扭转产生的剪切应变主要受模型角点的不均匀沉降差值影响,不均匀沉降差值越大,受扭剪切应变越大;3)建筑物模型受弯产生的拉伸应变和剪切应变主要受各角点沉降值的影响,沉降越大(即挠曲越大),产生的挠曲拉伸应变和剪切应变也越大。