基于规则格网DEM地形特征提取研究

摘要

数字高程模型(DEM)中蕴含着各种丰富的地形结构特征信息，如特征点，特征线，特征面。这些点、线、面是构建地形地貌的骨架，并对地形地貌有一定的控制作用。例如，在地貌形态研究中，山顶点是不可或缺的地形特征点之一。山脊线和山谷线构成了地形起伏变化的分界线，从物理角度来讲，同时也是分水线和汇水线，不仅对于地形地貌的研究有着重要的意义，而且在工程应用方面也有着特殊的意义。从DEM数据中提取隐含的地形特征信息是地学研究的重点问题之一。　　基于DEM数据的地形特征提取方法，依据数据源主要分为三种，即基于规则格网数据的地形特征提取、基于不规则三角网地形特征提取以及基于等高线数据的地形特征提取。由于规则格网数据结构简单等优点，本文研究了规则格网数据的地形特征提取方法。　　本文介绍了提取地形特征的国内外研究现现状和相关理论阐述了山顶点、山脊线和山谷线的相关概念和提取算法.并且结合实验数据对改进的山顶点山脊线山谷线算法进行分析。　　在山顶点的提取中，改进前人的算法，通过分析山顶点形态特征，设计了一种基于形态分析的山顶点快速提取方法，研究结果表明该方法研能够快速有效的提取山顶点，并且DEM分辨率和分析窗口的大小对于山顶点的提取有着重要的影响。　　论文中山谷线和山脊线的提取是基于水流模拟方法提取的，主要针对原始DEM数据的预处理方法进行改进，并对提取的结果利用正负地形加以改正，最终得到提取结果。　　本文改进的研究算法，提取的地形特征与实际地形相吻合。提取的地形特征信息为地形结构研究、地形空间分布研究以及制图综合提供了基础。但是算法中出现的一些理论和技术处理上的问题需要进一步改进。

目录

声明

1绪论

1.1选题背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3研究样区

1.4研究内容和论文结构

1.5本章小结

2数字地形分析基础

2.1数字高程模型

2.2数字地形分析

2.3地学特征分析

2.4地形参数分类

2.5本章小结

3基于规则格网DEM典型地形特征提取算法

3.1特征点提取算法

3.2特征线提取算法

3.3本章小结

4基于规则格网DEM典型地形特征提取

4.1山顶点的提取

4.2山脊线山谷线的提取

4.3本章小结

5总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果