基于GF-3精细条带数据生产DEM的精度分析

针对因受云、雾、雨等天气影响,无法采用光学卫星影像立体像对制作数字高程模型(DEM)的问题,本文利用国产高分三号(GF-3)卫星精细条带数据,采用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术提取DEM,并与冰、云和陆地高程二号卫星(ICESat-2)激光测高数据进行比对验证精度。结果表明,采用GF-3卫星精细条带1(FSⅠ)模式的影像,相干性强,精度可靠,提取的DEM精度较高,整体中误差为8.89 m。在耕地、人造地表等区域,中误差优于6.50 m。因此,相对于其他数据,GF-3 FSⅠ数据适合在耕地、人造地表等区域进行干涉测量,该技术方法可为后续DEM的生产提供技术参考。

基于GF-3数据的不同背景水体提取方法对比研究

针对雷达遥感影像存在相干斑噪声、面临不同背景下水体信息提取方法适用性等问题,本文选择受人为因素干扰严重的建成区和地形起伏明显的山区两种不同背景下的水体信息提取进行研究。以安徽省芜湖市为实验区,基于DEM数据建立阴影掩膜文件,通过统计直方图对高分三号(GF-3)影像进行阈值分割,优选出巴氏距离最大的三个纹理特征进行主成分分析。选取前两个主分量,并与原影像进行波段合成,利用不同分类方法分别探讨在两种不同背景下水体提取研究中的优势与不足。结果表明:在建成区背景下,面向对象阈值分割法提取效果最好,总精度为89.20%,Kappa系数为0.7639;在山区背景下,面向对象SVM分类法能够准确识别水体信息,水体提取总精度为94.10%,Kappa系数为0.8821。

矿区3维可视化及其应用

3维可视化是当前数字矿山理论及其技术研究领域的关键问题之一。以云南澜沧老厂为研究区,将高精度数字高程模型(DEM)数据与矿区高分辨率2维遥感图像(QuickBird影像)叠合生成3维遥感影像,能够真实再现老厂矿区的景观特征,有效反映该地区的复杂地形、地貌、地质特征,提供综合、全面、实时、动态的矿山地面变化信息,为矿床定位及开展地质工作服务。

3维Douglas-Peucker算法及其在DEM自动综合中的应用研究

在分析2维Douglas-Peucker算法原理实质的基础上,提出3维Douglas-Peucker算法,并将此法应用到对DEM的基础———3维离散点的自动综合上。采用计算机程序对新算法进行的验证,初步结果表明该算法能较好地筛选出DEM整体及局部范围的地貌特征点,其计算效率也较令人满意。

基于“3S”技术的典型草原栗钙土层结构模型

针对典型草原土壤结构特征及草原风蚀退化的现状,在内蒙古自治区锡林郭勒盟乌珠穆沁典型草原地区,选取约400km2面积的研究区,采用"3S"一体化技术,获取典型草原地表特征及采样点的三维坐标数据,通过实地打点取样,测量栗钙土层厚度,并结合SuperMap软件建立栗钙土层结构DEM模型。经分析研究可知:栗钙土层结构受多种因素影响,不同地形结构可能有不同的土层厚度。建立土壤结构模型,研究环境条件与土壤结构关系,推断土壤的空间分布,可以实现草原土壤结构动态监测,为预防和控制风蚀沙化提供基础数据,为典型草原生态保护与合理利用提供了科学依据。

3-DEM转运点技术在散货卸船系统中的应用

通过对不同物料的密度、粒度以及含水量等的分析,建立三维模型,采用3-DEM分散物料汇集技术以及离散元方法对散货卸船系统进行了研究,并对整个过程实施EDEM运行状态仿真,有效地解决了传统带式输送系统中存在的堵料、洒料、扬尘、跑偏等问题。

利用DEM在AutoCAD Civil 3D下自动提取断面数据

Civil 3D能够根据所建立的三维模型自动生成各种施工图、所需文档及设计信息。为此,在AutoCAD Civil 3D下利用DEM,实现了纵横断面数据的自动提取。实践证明,该方法适用于通行困难且线路较长的工程测量项目中,而且能大大减少外业工作的时间。

浅谈OpenGL在地学3维可视化中的应用

3维地形模型无论是在直观的视觉感受还是在空间分析等方面都是2维地学模型所无法比拟的。DEM是建立地学3维可视化的主要内容,也是3维地理信息系统GIS的主要研究内容之一。本文所实现的程序是在VC++6.0平台基础上,基于DEM数据,利用OpenGL提供的相关功能函数,达到地学3维可视化的目的,同时利用纹理映射技术为3维模型贴纹理建立真实感强的3维环境。

3S技术在上海滩涂管理中的应用

针对海塘滩涂基础信息数据在信息管理系统建设中的重要性,详细介绍了3S技术在海塘滩涂行业数据采集、处理、更新和分析中的应用,分别阐述了GPS、RS和G IS技术在海塘滩涂行业日常管理中发挥的重要作用。

基于3维GIS的地形可视化及其应用

借助GIS强大的空间数据处理和3维可视化分析功能,以长江中游湖北地区为试验区,利用现有的遥感影像、数字高程模型(DEM)和地理要素的矢量数据,实现了地形的3维可视化和地表分析。解决超大数据量数字高程模型(DEM)快速显示的算法,研究了基于3维场景空间分析的理论,最后对系统的实现做了简要介绍。

基于资源三号卫星的境外数字高程模型生产

基于“数字湄公河地理空间框架建设示范项目”,本项目选取老挝万象市作为试验区域,利用国产卫星资源三号影像数据,开展境外1∶50 000比例尺数字高程模型生产试验,并进行实地精度检验,为未来我国开展全球1∶50 000比例尺3D数据生产提供有益的借鉴。

基于DEM的水库三维可视化研究

利用库区纸质地形图建立了高精度的数字高程模型,进行了精度分析、地形因子分析、可视性分析和库容计算。并结合ASP和VRML技术实现了基于网络的三维可视化系统,包括计算结果可视化与查询、图形数据可视化和库区虚拟场景可视化。实现了对深层次水利信息的获取和形象表达。

视景生成中的几个关键技术

军事训练模拟中的视景生成技术是当前研究的一个重要内容,本文结合作者已作的一些工作详细阐述了三维地形的生成、纹理效果的处理、物体叠加和模型建立等技术。

夏季风期间青藏高原地形对降水的影响

利用高分辨率的3″数字高程模型资料,青藏高原东部102个常规气象观测站5～10月份的降水资料,采用多元逐步回归的方法,分类建立青藏高原雨季逐月降水量和6个地理、地形因子间关系模型,估算青藏高原地区雨季降水量空间分布。结果表明,以此方法建立的青藏高原降水量与诸因子间方程的相关性显著,通过置信度0.95的检验,相对误差在20%内;受季风影响,高原东部地区降水呈现出南北差异,降水高值中心也出现北进-东移-南撤的分布特征,反映了季风水汽输送规律;地理因子、高度及局地地形因子对降水的空间分布的影响有很大差异。

DEM技术在土地利用可视化中的研究与应用

通过DEM、坡度及土地利用等地理信息的叠加,形象直观地反映出不同坡度条件下的土地利用情况,并且利用DEM的三维仿真模拟技术对土地利用信息进行三维可视化,从而为土地利用动态监测、分析与评价、决策与支持提供了技术保证,以便指导退耕还林、还牧、林果业的开发等工作。

用基因表达式编程生成数字高程模型

为了解决建立数字高程模型,常用的空间插值方法处理采样点缺失时难于客观地确定插值函数结构和参数的问题,将弹性基因表达式编程(GEP)技术应用到数字高程模型的生成中,提出了缓冲区策略(BS),适时注入优质高程体;提出了动态簇的搜索算法(SDCA),方向搜索相关点算法(SCPD)和象限扩展搜索算法(ESQA),按方向动态扩展搜索簇,避免了冗余点的计算;提出了移动拟合GEP算法(MF-GEP),缩小了拟合空间。实验表明和传统GEP相比,新方法是有效的,改善了传统GEP的性能。

三维离散元法中地下水及锚杆的模拟

基于采用动态松弛法求解的三维离散单元法，提出了地下水、锚杆的三维分析方法，给出了相应的算法和公式，并通过算例进行了验证。

地形对青藏高原丰枯水年雨季降水量空间分布的影响

采用高分辨率的3″数字高程模型及青藏高原东部102个常规气象观测站5～9月份的降水量资料,根据降水随高度分布将站点分为三类,再采用多元逐步回归的方法,建立了青藏高原40年(1961-2000年)逐年雨季降水量与经度、纬度、海拔、坡度、坡向、开放度等6个地理、地形因子关系模型,并以此为基础,分析了三类区域在丰枯水年里的因子系数的变化规律。结果表明,此法建立的关于高原降水量与诸因子之间方程的相关性显著,相对误差20%,平均相对误差4.4%,估算模型的相关系数均通过0.05的显著性检验;海拔低于1 400 m的第一类区域,主要受地形高度和开放度等局地地形的影响,来改变旱涝年的降水分布特征,海拔高度大于3 600 m的第三类区域,主要受开放度和坡度的影响,其他区域主要受地形的海拔、经度和开放度等局地地形的影响;高原季风是影响第三类区域水汽分布的主要因素,在季风加强时,开放度和经度的影响也随着加强,而坡度和海拔的影响减弱,从而使得水汽的局地性分布特征增强,东西分布差异加大,相应地局地降水分布特征加强,东西差异加大。地理地形因子影响大气的水汽输送和大气的垂直运动,从而导致其对空间降水分配的差异。

基于水文应用的多源数字高程模型精度分析

天空地监测技术的迅速发展使得可免费获取的地形数据越来越多,而不同地形数据的精度和现势性制约着水文科学的创新和发展。收集目前可免费获取的数字高程模型,基于分辨率、现势性、覆盖范围等属性筛选出SRTM、ASTER2 GDEM和ALOS World 3D三类数据源为研究对象,针对不同地形地貌区,计算分析与水文密切相关的DEM衍生特征的精度,进而提出不同数字高程模型在水文应用中的适用范围。经分析:各DEM在地势起伏大的区域,地形宏观描述基本一致;地势起伏小的区域,Aster2 DEM与其他三种DEM存在差异;在中小河流洪水预报的经验模型中,根据资料情况利用任何一种数字高程模型提取流域参数均可,不作为影响模型精度的重要指标。在地势起伏大的地区,除SRTM外各DEM对水系形态的描述精度较高;地势起伏小的地区,除ALOS world 3D能准确描述河口区域水系结构关系外,其余DEM均不能准确描述河口区域水系形态;分布式水文模型的产汇流分析、水文通视性分析等建议使用ALOS world 3D。

青藏高原夏季凝结潜热时空分布特征分析

结合青藏高原东部3″DEM和102个气象站46年(1961—2006)5—9月的降水资料,根据降水随高度分布,将站点分为三类,采用多元回归的方法,建立逐年雨季降水量估算模型,并估算和分析了46a的雨季凝结潜热。结果表明:降水量估算模型的相关性显著,基本都通过0.05的信度检验值0.69、0.82、0.90;高原东部雨季凝结潜热分布极不均匀,表现为东南多西北少的特征,凝结潜热总量变化在18.1×1020～26.8×1020J,并且有波动中增加的趋势;采用EOF分解和REOF分区,将高原东部划分为5个气候区,区域凝结潜热年际变化和第A、B、E区的凝结潜热变化有一致性,而与北坡第C、D区凝结潜热相差很大。由于高度、经度、坡度等对低海拔区降水的正调节作用,使得该区域的凝结潜热自20世纪90年代之后逐渐降低;坡向对高海拔区域降水的正调节作用,纬度对降水的负调节作用,使得该区域的凝结潜热有逐渐增加的趋势。