基于双背景色阈值面积消去算法的B超图像轮廓提取

本文提出一种基于双背景色阈值面积消去算法的半自动单像素轮廓提取方法。通过给定的阈值,此算法可自动在图像中寻找面积小于阈值的斑点和噪声点(即空穴)并将其消除,有效解决了B超图像处理中由于斑点及噪声引起的完整单像素轮廓提取困难的问题。并基于此方法,以心房图像为例讨论了针对二维B超图像的轮廓提取方案。

均值变点分析法在最佳集水面积阈值确定中的应用

利用DEM数据提取河流地貌参数在地貌学和水文学研究中具有重要意义,其中集水面积阈值的准确确定是关键环节,然而,目前对集水面积阈值的确定存在随意性和主观性.为了探讨如何确定提取河网的最佳集水面积阈值,本文以青藏高原东缘杂谷脑河流域为例,基于SRTM-DEM数据,在利用ArcGIS水文分析模块计算不同集水面积阈值条件下河网密度参数的基础上,通过均值变点分析法获取河网密度值变化的拐点,并计算最佳集水面积阈值.研究表明:随着集水面积阈值的改变,河网密度逐渐降低,利用均值变点分析法所确定的最佳集水面积阈值为8.1 km2,该结果与1∶50万水系图相比,主干上吻合,支流上更具真实性.该方法可以较好地确定最佳集水面积阈值,可为其它地区水系提取提供参考.

集水面积阈值确定方法的比较研究

针对坡面径流模拟算法引入集水面积阈值划分流域内的河网与坡地直接影响了生成的数字河网精度,探讨并比较了多种推求流域集水面积阈值的方法。结果表明,各种方法可互补;采用集水面积与河道平均坡降关系和采用集水面积与河网密度曲线具有较好的一致性;流域面积越大,采用宽度分布推求阈值准确,流域面积越小,采用水系分形推求阈值准确;集水面积阈值在流域内各处并非完全相同,应考虑采用多个阈值。

利用DEM提取河网时集水面积阈值的确定

在O′callaghan和Mark方法中引入了集水面积阈值的概念,对于同一流域利用不同集水面积阈值得到不同的河网。提出了利用河源密度(或河网密度)与集水面积阈值的关系确定理想的集水面积阈值,当河源密度(或河网密度)趋于稳定时的面积阈值为所需要的。将该方法应用于沿渡河流域得到的河网与地形图中的“蓝线”河网拟合较好。提出的方法排除了在选取集水面积阈值时的主观随意性。

基于DEM的西藏鲁朗河流域数字河网提取时集水面积阈值的确定

以30m分辨率的栅格DEM为数据源,基于Arcgis10.0软件的水文工具箱,结合建模工具建立数字化河网提取模型,提取不同阈值下的鲁朗河流域数字化河网图。在此基础上,运用Arcgis10.0的统计和分析功能,分别计算出各阈值下的河源密度和河网密度。根据河网密度和河源密度与集水面积阈值的关系确定合理的集水面积阈值,结果表明,鲁朗河流域合理的集水面积阈值应为3km2,该集水面积阈值下,共有四级河道,河道总数134条,总河长为286.09km,河网密度为0.162 1km/km2,总河源数69个,河源密度为0.083 5/km2。

纸坊沟流域水系最佳集水面积阈值确定方法研究

为更加准确判定流域水系最佳集水面积阈值,以陕西省安塞县纸坊沟流域30 m DEM为例,采用均值变点分析方法对流域水系分维值、DEM分辨率与集水面积阈值之间的关系进行了分析。结果表明:(1)集水面积阈值与分维值的关系:不同分辨率DEM,随着集水面积阈值的增加,分维值呈先增后减趋势,且其下降速度由急剧变为缓慢;(2)DEM分辨率与分维值的关系:在最佳集水面积阈值条件下,随着DEM分辨率的减小,分维值整体趋于下降,且其下降速度越来越缓慢;(3)纸坊沟流域水系分维值为1.20,所对应的最佳集水面积阈值、DEM分辨率分别为100,15 m。均值变点分析方法可用于最佳集水面积阈值和DEM分辨率的快速确定,且可靠性较高,判定系数达0.99。研究结果为流域河网水系提取时集水面积阈值的确定提供了方法参考依据。

集水面积阈值的拟合方法

目前基于DEM数据提取数字河网的应用非常普遍,而集水面积阈值的确定是提取数字化河网的关键环节。从众多影响河流形态的相关因素中选取阈值影响因子,利用统计学方法与原理,定量的研究阈值与其影响因素如降雨、坡度、土壤、植被的关系,并探索用阈值影响因素对阈值进行拟合。结果表明:一元拟合后再加权平均来推测合理阈值的方法比多元拟合的方法更优越。两种拟合方法均有较好的空间适应性。

基于DEM数字河网提取时集水面积阈值的确定

介绍了基于DEM流域信息提取数字流域河网的一系列过程,提出集水面积阈值的设定对数字流域河网提取精度的影响.根据河网密度和河源密度与集水面积阈值的关系确定合理的集水面积阈值,并以宛川河流域为例,得出利用Arc Hy-dro软件提取宛川河流域河网时合理的集水面积阈值应为4 km2.

不同集水面积阈值确定方法在典型黄土侵蚀地貌区的适用性分析

针对不同集水面积阈值确定方法的适用性问题,结合流域地貌侵蚀发育理论和侵蚀阶段—水系分维数关系判断了理论水系分维数大小,以水系分维数作为评判指标,分析了不同集水面积阈值确定方法的适用性,并以此为基础建立了一套无“蓝线”河网情况下检验集水面积阈值确定方法合理性的完整体系。实例应用结果表明,泾河流域水系结构具有典型的分形特征,其理论水系分维数应在1.4~1.6之间;受黄土地貌软弱岩性的影响,河网密度法及河道分支法在黄土沟壑地貌中具有良好的适用性,能较为细致地反映沟谷河道的准确信息;河源最小误差法及试错法下的水系分维数与理论值存在较大偏差,只适用于地形地貌变化不大的小型流域。

基于DEM祁连山南坡河网提取时集水面积阈值的确定

基于Arcgis10.0软件的水文分析工具,以30m分辨率的栅格DEM为数据源,提取了不同阈值下的祁连山南坡的河网,获取了不同阈值下的河源密度和河网密度,并根据河源密度和河网密度与集水面积阈值的关系确定了合理的集水面积阈值。结果表明,祁连山南坡合理的集水面积阈值应为12km2,在此集水面积阈值下,共有四级河道,河道总数为1 498条,总河长为3 522.26km,河源数为781条,河源密度为0.055 2个/km2,河网密度为0.105 9km/km2。当阈值为12km2时,提取的河网与真实河网吻合度高,总河长相对误差Re=5%,模拟效果较好。

SWAT模型中集水面积阈值对径流模拟的影响

选择滁河汊河集水文站上游流域为研究区,应用适度指数法获取最优集水面积阈值,并在此基础上设定阈值序列。应用SWAT分布式水文模型,进行不同集水面积阈值条件下的流域径流模拟,进一步分析集水面积阈值对流域径流模拟结果的影响。研究结果表明:适度指数法能够满足径流模拟中集水面积阈值的确定;径流量对集水面积阈值的变化不敏感,最大相对偏差不超过6%,但仍存在适用范围的上下限。

河套灌区排水网络集水面积阈值研究

流域数字水系网络提取的精度,通常与所使用的数字高程图(DEM)的精度和集水面积阈值的大小有关。在给定的DEM图上,数字水系的精度基本上取决于集水面积阈值的设置。首先介绍了几种确定阈值大小的方法,然后应用其中的"河网密度"法来对河套灌区的排干沟的水系网络进行提取。结果表明,该方法能很好地应用于灌区水系网络的合理提取。

集水面积阈值确定方法在嘉陵江流域的比较应用

为探讨集水面积阈值确定方法用于不同流域面积、不同地形地貌特征流域的差异性和适用性,将河网密度法、适度指数法和分形维数法3种常用的集水面积阈值确定方法应用于嘉陵江流域。结果表明:河网密度法方法简单,对下垫面分布均匀、地形起伏度较大的地区模拟效果更好;适度指数法对地形起伏度较大的区域模拟效果较好,计算结果受缓冲半径的影响;分形维数法模拟效果不稳定,不适用于面积和地形起伏度较大且河道多弯曲的流域。研究结果可为嘉陵江流域水系提取时阈值的选取提供依据。

基于ArcGIS-Matlab的流域集水面积阈值确定方法

为准确判定流域的最佳集水面积阈值,基于重庆市梁滩河流域12.5m精度DEM,利用ArcGIS水文分析工具提取流域河网水系,并分析了河网(河源)密度与集水面积阈值的相关性。结果表明,河网(河源)密度随集水面积阈值的增加而降低,且当阈值超过2000时,其下降速度由急剧变为缓慢;采用幂函数可较好表示河网(河源)密度与集水面积阈值之间的关系,判定系数均达0.998;利用离散程度差异法并借助Matlab的运算程序可快速判定梁滩河流域的最佳集水面积阈值为2400。

基于消费效用函数的宅基地有偿使用面积有效阈值测算——以宅基地制度改革试点区域为例

宅基地有偿使用面积有效阈值,是收取有偿使用费的依据。科学测算宅基地面积有效阈值可为制定有偿使用政策提供参考,也可为党和政府优化管理策略提供翔实依据。通过分析宅基地有偿使用面积阈值产生机理,借助消费效用函数测算模型,在充分考虑农户家庭经济约束下,分别测算户均与人均面积有效阈值。结果表明:(1)家庭人口的差异引发的面积需求差异明显,下限值最大差异率达18.03%,户均和人均宅基地上限值的最大差异率分别16.46%、35.50%,仅以“户”为单位,划定有偿使用面积标准,难以保障宅基地资格权的平等性;(2)基于消费效用函数测算的面积有效阈值普遍低于现实面积值,表明农户宅基地面积需求值低于现实值,面积标准设置过高,难以挖掘存量宅基地;(3)村村之间面积阈值及对各类型用地偏好迥异,应考虑经济水平差异和细化各类型面积阈值的设定标准的基础上,实行差别化收取有偿使用费。

汇水面积阈值对土壤侵蚀定量评价的影响

土壤侵蚀预报模型是定量评价水土流失和评估水土保持措施效益的重要手段。通用土壤流失方程(Universal Soil Loss Equation,USLE)和中国土壤流失方程(Chinese Soil Loss Equation,CSLE)被广泛应用于土壤侵蚀定量评价。这些模型中坡长的计算受汇水面积阈值的影响较大。为揭示汇水面积阈值对土壤侵蚀定量评价的影响,选取北方土石山区、西北黄土高原区、东北黑土区、南方红壤丘陵区、西南紫色土区、西南山地区和西南岩溶区210个流域面积在0.2~3.0km^2的小流域,以1∶10 000地形图10m分辨率DEM为数据源,分别计算了1 000,1 500,2 000,2 500,3 000,5 000,7 000,9 000,11 000,13 000,15 000m^2共11个汇水面积阈值下各小流域不同坡长、土壤侵蚀强度级别以及土壤侵蚀的面积比例,分析了它们对汇水面积阈值变化的敏感性。结果表明:平均坡长、土壤侵蚀面积和轻度以上各级别的侵蚀强度面积比例都随汇水面积阈值的增加先增加而后趋于稳定。微度侵蚀面积比例随汇水面积阈值的增加逐渐减小并趋于稳定。当汇水面积阈值由1 000m^2增加到15 000m^2时,北方土石山区、西北黄土高原区、东北黑土区、南方红壤丘陵区、西南紫色土区、西南山地区和西南岩溶区的平均坡长分别增至阈值为1 000m^2时的1.53,4.16,1.95,1.90,1.69,1.57,1.47倍;土壤侵蚀面积比例分别增至阈值为1 000m^2时的1.20,1.85,1.43,1.37,1.77,1.44,1.30倍。汇水面积阈值对各分区的影响程度存在差异。从平均坡长和土壤侵蚀面积来看,东北黑土区受汇水面积阈值的影响最大。研究结果不仅为精确评价土壤侵蚀提供了数据支撑,而且对水土保持综合防治措施的评价和优化具有指导意义。

基于DEM的最佳集水面积阈值确定方法研究

嘉陵江中游洪水泛滥,为对洪涝区水土保持、生态环境治理提供数据支持,确定研究区最佳集水面积阈值尤为重要。基于DEM影像,利用Arc GIS水文分析模块提取不同集水面积阈值下河网,计算河网密度,并结合分形理论计算河网分形维数;对河网密度与集水面积阈值关系式二阶求导、在分形维数与集水面积阈值关系曲线上利用最小二乘法拟合直线以确定流域最佳集水面积阈值。得到的结论有:拟合出河网密度、分形维数与集水面积阈值关系曲线,并得到相关公式,求出研究区任意阈值对应的河网密度与分形维数;基于二阶求导确定研究区最佳阈值为13.5km2;基于分形理论发现河网具有多重分形特征,利用最小二乘法拟合直线确定的流域最佳集水面积阈值为13.95km2。

基于双向线性拟合的最佳集水面积阈值确定方法研究

基于DEM对流域水系河网的准确提取,可获得水文、地形、地貌等信息参数,为研究区水土保持、洪水灾害防治等后续研究提供很好的数据支持,由此确定流域最佳集水面积阈值尤为关键。利用ArcGIS提取不同集水面积阈值下水系河网,结合数盒子法计算不同阈值下的河网分维值,由于难以找出单一阈值做为拐点,分别从阈值最大与最小两端对应的分维值添加趋势线做双向线性拟合,并进行拟合度检验,将出现最大值对应的集水阈值判定为拐点,由此确定出区间集水面积阈值。得到的结论有:拟合出分形维数与集水面积阈值关系曲线,通过分维值双向线性拟合做拟合度检验求曲线拐点,发现集水阈值在一定的区间内比较合理,最终确定的流域最佳集水面积阈值为11.25~12.15km^2。

不同DEM分辨率下山西省数字河网阈值分析

【目的】为了探讨不同分辨率DEM数据下河网提取的最佳集水面积阈值,以及阈值对流域水文信息的影响,【方法】以山西省为研究区域,基于四种分辨率(12.5、30.0、90.0、1000.0 m)的DEM数据,利用Arc GIS提取河网并划分流域,采用河网密度法及与实际河网叠加分析,确定最佳阈值,并探讨阈值对流域水文信息的影响。【结果】结果显示:(1)12.5 m DEM下,当阈值大于10.000 km^(2)时,河网级别、河道数、各级河道长均趋于稳定,河网分为6级,与实际河网分级相同,当阈值为18.750 km^(2)时,河道总长约29024 km,接近实际河网。(2)四种分辨率最终确定的最佳阈值分别为18.750 km^(2)、22.500 km^(2)、28.350 km^(2)、40.000 km^(2),提取河网与实际河网最为接近。【结论】结果表明:(1)随着阈值增大,河网变稀疏,河源数、河道数、河道总长呈现不同程度的减少,阈值过大会导致主要河道缺失,河网长度缩短,无法准确地呈现出河网情况。(2)河网提取受DEM分辨率的影响较小,而受阈值影响较为明显。(3)与90.0 m和1000.0 m分辨率的DEM相比,12.5 m和30.0 m分辨率的DEM在最佳阈值范围内提取的河网与实际河网吻合度更高,因此更准确的河网信息需要较高分辨率DEM提供。(4)阈值对流域划分有较大影响,随着阈值的增大,子流域数量减少,子流域面积增大,子流域边界变得更为简单,总流域面积反而减少。因此,在选择最佳阈值时,需根据实际应用目的进行确定,并进行对比修正。不同分辨率的DEM数据需要采用相应的最佳阈值来提取河网,以保证提取结果与实际情况最为接近。

云南龙川江流域集水面积阈值确定方法研究

针对传统方法在确定水系分维数中对集水面积阈值确定的主观性和不确定性较强;提出一种基于分形理论判断流域集水面积阈值的方法。以ASTER-GDEM数据为基础,ArcGIS水文分析模块为平台,自动提取不同集水面积阈值下的水系河网;对水系进行不同集水面积阈值下的分维数计算,利用分维数与集水面积阈值的关系式探讨了以关系式二阶求导出现拐点处对应阈值设为研究区集水面积阈值的方法,,并进行显著性水平对比检验对龙川江流域集水面积阈值进行估值,发现集水面积阈值取11.5km时提取的河网特征与实际水系特征基本符合。传统方法在水系分维估算中确定集水面积阈值的方法具有较强观性和不确定性,基于GIS的分形分维研究确定阈值方法与传统方法相比具有高效、客观的优势。