地形指数

摘要： 挖掘归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)及地形因素在地表分类中具有指示意义,其结果可很好地应用于特定场景。利用2002—2020年AQUA/MODIS NDVI及地形指数(高程及坡度)提取重庆地表分类信息,将重庆地表分为林地、草地、果园、旱地、水田、水体和建筑用地7类。基于重庆地形破碎致使农、林、草用地交错分布的特征及防火需求,将林地、草地、果园、旱地划分为林火关注区,水田、水体、建筑用地划分为非林火关注区。利用林火关注区分级结果对2002—2020年AQUA/MODIS监测热点、2014—2020年FY3-C/VIRR监测热点、2019—2020年FY3-D/MERSI监测热点进行二次识别。结果表明,单项地类提取结果,除旱地和果园等经济林区外,其余各地类提取精度在64%以上;林火关注分区精度在86%以上。利用林火关注分区结果对遥感监测林火点进行二次识别,发现AQUA/MODIS监测的林火点中,46.27%的点在非林火关注区,FY3-C/VIRR和FY3-D/MERSI监测的林火点中,分别有26.47%和11.76%的点在非林火关注区。对2021年5月1—2日林火遥感监测结果进行二次识别,AQUA/MODIS和TERRA/MODIS监测结果中,有81.08%的点落在非林火关注区,FY3-C/VIRR监测结果有71.4%落在非林火关注区。利用NDVI及地形指数提取复杂地形区域地表分类信息并应用于林火遥感监测二次识别,可有效降低复杂地形区域林火监测干扰信息,降低热点核实人力物力投入。

摘要： 针对不同尺度下地形指数以及蓄水容量的差异问题,以流域栅格地形为依托,提出了蓄水容量的一种尺度校正方法.以地形指数作为辅助因子,通过引入分辨率因子和分形理论分别对决定地形指数的上游集水面积和坡度两个变量进行尺度校正,并根据地形指数与蓄水容量之间的关联关系,计算地形指数校正后的不同尺度蓄水容量.实例验证结果表明,校正后的尺度蓄水容量均趋近于目标尺度蓄水容量,蓄水容量面积分布曲线逼近目标曲线;在仅考虑地形因素下,所提出的校正方法不仅能够有效降低尺度对地形指数和蓄水容量计算的影响,而且能够大幅减小计算工作量,提高计算效率.

摘要： 下垫面作为产流过程发生的载体,其空间异质性表达会极大的制约流域水文模型的模拟效果.河北雨洪模型作为我国北方半湿润半干旱地区混合产流的代表性流域水文模型,对关键土壤变量的处理方法(即以土壤蓄水容量和下渗能力分布曲线概化流域分布的空间异质性),使其难以发展为基于网格的概念性分布式模型.研究基于TOPMODEL中的地形指数概念,提出了一种实现土壤蓄水容量与下渗能力在空间网格上的离散方法,并进一步探讨在中小流域不同空间网格尺度下的洪水模拟表现.结果表明,采用该混合产流结构可以较好的再现历史典型洪水,但随着空间分辨率的降低,关键土壤变量的空间离散效果及最终的径流模拟结果可能会存在失真情况,需要依据流域面积进一步确定分布式模型的最佳空间尺度.研究为概念性水文模型产流结构移植以及混合产流关键土壤变量的空间合理表达提供了新的思路.

摘要： 根据我国安徽省5个试验流域的实测资料,分析了各流域场次洪水的特性,并利用TOPMODEL模型对各流域进行次洪模拟,进一步探讨该模型在我国东部季风区洪水预报方面的适用性.结果 表明:安徽省各试验流域场次洪水的降雨量-径流深散点均呈现较好的正相关性,降雨量随着海拔的升高而增大,山区的径流系数大于平原丘陵区;面积最小的瓦屋刘流域对暴雨的响应最为敏感,孙村流域场次洪水的洪峰模数差异最小、起涨时间最长,黄山流域场次洪水的历时最久;随着海拔的升高,流域地形指数的平均值逐渐增大,同时各流域面积占比最大所对应的地形指数逐渐减小;地形指数标准差越大的流域,土地利用类型也越丰富;TOPMODEL模型总体上可以较好地模拟安徽省各试验流域场次洪水过程,且对大流量的捕捉效果优于小流量,对天然流域的模拟效果优于人类活动扰动的流域.

摘要： 通过卫星遥感和低空遥感影像自动、半自动化解译梯田信息有一定的研究进展,但是受数据获取成本、精度、解译方法单一等限制,只限于大面积提取梯田区域,低成本地进行梯田的田面精准提取以及面积统计仍需进一步研究.基于面向对象方法分别对0.5m分辨率的无人机正射影像和地形指数及两种数据的结合进行梯田区域分割、提取及面积统计,结果表明将正射影像数据与地形指数结合的梯田田面提取结果优于基于单一数据源.

摘要： 在概念性分布式水文模型中,张力水蓄水容量空间分布的确定比较困难,而对于传统的新安江模型,流域平均张力水蓄水容量作为模型参数之一起到了重要作用.基于GIS平台,从模型参数的物理意义出发,探讨基于下垫面特征的张力水蓄水容量推求方法,通过选取资料齐全的多个小流域利用人工调参的方法率定出新安江模型张力水蓄水容量参数并与推求值进行比较,结果表明基于地形指数及土地利用/覆被类型推求张力水蓄水容量的方法是基本可行的.

摘要： Flood risk analysis is an important part of non-engineering flood control measures,and flood hazard assessment is the basis of risk analysis.Due to the need to obtain submerged water depth,the existing assessment methods of flood hazard re-quires complex hydraulic models and high-resolution data,but during operation,it is often impossible to meet the data require-ments.In order to simplify the process of flood hazard assessment and ensure the accuracy of the results,this paper presents a new simple and integrated flood hazard index.The index is based on Gisnet and ArcGIS and combines with the distributed hydrological model.In light of the formation mechanism of flood hazard,the index comprehensively considers the natural attrib-ute of distributed streamflow and topographic index.Based on the specific situation of the Hongluogu in Beijing mountain area, we tested the new index.The results showed that FHI can truly reflect the trend of regional flood with spatial change.It can provide a new idea for the future flood hazard assessment,and has great significance to the improvement of flood risk study sys-tem.%洪水风险分析是防洪非工程措施的重要组成部分,而洪水危险性评价是风险分析的基础.现有的洪水危险性评价方法由于需要获得淹没水深,在对洪水风险预测时要求复杂的水力学模型和高分辨率数据的支撑,但业务化过程中常常无法满足数据要求,为了简化洪水危险性评价的过程,确保评价结果的准确性,提出了一个新的简单且综合的洪水危险性评价指标(FHI,Flood Hazard Index).该指标以GisNet和ArcGIS为软件平台,结合分布式水文模型,依据洪灾的形成机理,综合考虑分布式流量与地形指数.结合北京山区红螺谷流域的具体情况,对新指标进行了对比检验.结果显示,FHI能够真实地反映区域洪灾随空间变化的趋势,为未来洪水危险性评价与预测的研究,提供了一个全新的思路,对洪水风险研究体系的完善具有重要的现实意义.

摘要： 基于物理基础的分布式水文模型通常用于详细描述小尺度流域的水文过程,在大尺度中应用时存在参数模拟问题.为了研究具有物理意义的模型参数随尺度变化的规律,将CASC2D模型应用于月潭、呈村组成的嵌套流域,对比分析了嵌套流域和流域内部网格模拟值的精度.结果表明:①嵌套流域内产流参数变化较小,汇流参数与流域尺度有一定的关系,随着流域面积的增大,坡面汇流糙率和河道汇流糙率均增大;②呈村流域模拟精度较高,降雨数据及其时空分布会对模拟精度产生重要影响;③模型对流域内部点的计算结果存在误差且异参同效的现象普遍存在.

摘要： 本文介绍了TOPMODEL模型的物理概念及基本原理,简述了地形指数的概念.选取粤北山区罗坝水流域作为研究对象,运用TOPMODEL对其进行径流模拟.结果表明,TOPMODEL径流模拟精度较好,能较好地模拟径流过程,具有较好的应用前景.

摘要： 本文基于TOPMODEL的基本原理，针对现行TOPMODEL模型中的地形指数计算方法、产流机制、汇流方式三个方面存在的一些问题，进行了一系列相应的改进，并将改进后的基于栅格的TOP模型在我国两个不同的典型气候条件流域进行了对比模拟测试，探讨和揭示了新的TOP模型在不同尺度和不同气候条件流域上的适用能力。结果表明：基于栅榕的改进型TOP模型能够准确地表达实际流域关键地形参数的空间分布特征，客观地描述流域水文过程的内在机理。该模型在小尺度湿润流域测试效果较好，在中尺度半干旱流域虽然精度相对较低，但仍然能够模拟和解译大部分的水文机制。探讨TOP模型在不同气候条件下的适用能力，这不仅对模型本身的理论发展而且对陆面水文过程的实际应用等都具有相当重要的研究价值。

摘要： 为了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分辨率之间的关系,本文选取洞庭湖水系(湖南地区)SRTM3数据,从中裁剪出57块500行×500列和1块1500行×1500列的DEM数据,通过对比原始100m、1000m和新100m分辨率的3种DEM数据计算出的地形特征均值,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,而其对单宽集水面积计算的影响则主要是由离散化所导致的;地形离散化和平滑效应程度与地形类型相关,主要体现在它们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,其余的则是呈继续增大的趋势。以上三条结论可以当作解决水文过程中尺度问题理论基础。

摘要： 主要研究基于地形指数的TOPMODEL在东江流域水文模拟的适用性评价。通过研究不同的面积大小和地形条件对模拟结果的影响来研究TOPMODEL的在东江流域的潜在实用性。选择东江上游8个受人类活动影响较小的小流域进行模拟研究,研究表明径流模拟的精度较高,参数变化范围较小,模型在此流域是适宜的,为TOPMODEL在整个东江流域的模拟奠定基础,且可以为进一步研究东江流域水资源评价服务。

摘要： 由于地形指数的计算与数字高程模型DEM空间分辨率紧密联系,采用TOPMODEL进行水文过程的模拟通常受到DEM分辨率的影响。本文引入分辨率因子考虑DEM分辨率对单宽上坡集水面积的影响;对坡度应用分形的方法,将计算地形指数的尺度变化方法与TOPMODEL进行耦合,构建不受DEM分辨率影响的TOPMODEL,并将其应用于褒河流域的9场次洪模拟,结果表明,使用27"分辨率的DEM数据作为模型输入,不受DEM分辨率影响的TOPMODEL模拟得到的结果较接近于3"分辨率DEM数据下的结果。该方法能在一定程度上削弱DEM分辨率对TOPMODEL模拟精度的影响,是一种合理可行解决水文过程中尺度问题的有力工具。

摘要： TOPMODEL模型首要也是关键的问题就是地形指数的计算问题.除计算方法外,地形指数的分布还与DEM网格尺度息息相关.较大的网格推出的地形指数不具有显示水流路径的物理含义,会丢失一些物理信息.太细的分辨率可能引起流向和坡度的混乱,导致水流路径不连续.对于流域尺度而言,合适的网格尺度在很大程度上影响模拟结果的精度,但目前关于这方面的研究却很少.本文在集水面积5340km2的中尺度湖河流域上进行地形分析计算,深入的分析了从50～600m以50m为间隔的不同网格尺度对地形指数分布的影响.并以平水年为例,研究了这些地形指数对流域径流模拟的影响.得出的结论对于TOPMODEL模型在中尺度流域上的应用具有指导意义.

摘要： 本研究主要分析DEM分辨率对基于TOPMODEL降雨径流模拟的影响,并用模糊分析的方法研究基于地形的降雨径流模型效率.选取香溪河为研究区开展TOPMODEL模型DEM输入不确定研究,在研究区上中下游选取4个试验小流域作为试验流域并在每个小流域出口建立水文气象观测站.研究选取2010-2012年的数据进行模型参数率定及验证,将30m分辨率DEM重分类为60m、100m、150m、200m四种分辨率,在所有试验流域中分别应用上述五种分辨率构建降雨径流模型.研究采用Nash效率系数评定模型效率,结果显示香溪河流域以TOPMODEL为模拟工具的降雨径流模拟模型Nash效率系数随着DEM分辨率的增大而减小.

摘要： 本研究主要分析DEM分辨率对基于TOPMODEL降雨径流模拟的影响,并用模糊分析的方法研究基于地形的降雨径流模型效率.选取香溪河为研究区开展TOPMODEL模型DEM输入不确定研究,在研究区上中下游选取4个试验小流域作为试验流域并在每个小流域出口建立水文气象观测站.研究选取2010-2012年的数据进行模型参数率定及验证,将30m分辨率DEM重分类为60m、100m、150m、200m四种分辨率,在所有试验流域中分别应用上述五种分辨率构建降雨径流模型.研究采用Nash效率系数评定模型效率,结果显示香溪河流域以TOPMODEL为模拟工具的降雨径流模拟模型Nash效率系数随着DEM分辨率的增大而减小.

摘要： 本研究主要分析DEM分辨率对基于TOPMODEL降雨径流模拟的影响,并用模糊分析的方法研究基于地形的降雨径流模型效率.选取香溪河为研究区开展TOPMODEL模型DEM输入不确定研究,在研究区上中下游选取4个试验小流域作为试验流域并在每个小流域出口建立水文气象观测站.研究选取2010-2012年的数据进行模型参数率定及验证,将30m分辨率DEM重分类为60m、100m、150m、200m四种分辨率,在所有试验流域中分别应用上述五种分辨率构建降雨径流模型.研究采用Nash效率系数评定模型效率,结果显示香溪河流域以TOPMODEL为模拟工具的降雨径流模拟模型Nash效率系数随着DEM分辨率的增大而减小.

摘要： 本研究主要分析DEM分辨率对基于TOPMODEL降雨径流模拟的影响,并用模糊分析的方法研究基于地形的降雨径流模型效率.选取香溪河为研究区开展TOPMODEL模型DEM输入不确定研究,在研究区上中下游选取4个试验小流域作为试验流域并在每个小流域出口建立水文气象观测站.研究选取2010-2012年的数据进行模型参数率定及验证,将30m分辨率DEM重分类为60m、100m、150m、200m四种分辨率,在所有试验流域中分别应用上述五种分辨率构建降雨径流模型.研究采用Nash效率系数评定模型效率,结果显示香溪河流域以TOPMODEL为模拟工具的降雨径流模拟模型Nash效率系数随着DEM分辨率的增大而减小.

摘要： 本发明涉及一种地形调节植被指数的地形调节优化方法，其特征在于：利用光学遥感影像自身的波段信息及其派生信息进行优化，包括以下步骤：构建地形调节植被指数TAVI、选择样区、影像分类、优化匹配，能准确、快速地反演复杂地形山区植被信息，为复杂地形山区植被（森林）制图、植被覆盖度监测、森林覆盖率评估、叶面积指数反演提供重要手段，并可以为森林生物量、生产力、光合有效辐射吸收等生物物理与生物化学参数的估算提供重要计算参数，具有良好的实用价值。

摘要： 本发明公开了一种抗地形效应与背景影响的新型植被指数的校正方法，包括A收集植被的遥感影像和DEM数据；B由所述DEM数据计算坡度、坡向，对所述遥感影像进行大气校正，获得地表反射率；C根据坡度数据和地表反射率计算各像元对应的植被指数NIRv和地形校正因子P；将所述植被指数NIRv和地形校正因子P作为输入计算抗地形植被指数。本发明提出的在原有植被指数引入地形校正因子进行校正的方法，普适性强，具有较强的抗地形性和表征植被结构的能力，有望进一步提高植被指数在山区的应用潜力。

摘要： 本发明公开了一种基于矢量网络的地形湿度指数模拟方法，首先利用DEM生成规则三角面的矢量网络，然后利用三角面网络TFN算法从矢量网络上获取汇水累积量，之后利用一种新算法从矢量网络上获得坡向和坡度，最后将由汇水累积量和坡向计算得到的单位汇水面积SCA和坡度相结合模拟地形湿度指数。本发明不仅提出了一种新的坡向和坡度计算方法，而且将其与TFN算法相结合得到了一种新的地形湿度指数模拟方法，提高了地形湿度指数的模拟精度，保证了土壤湿度的合理分布，满足了实际应用中的精度需求。

摘要： 本发明涉及一种地形调节植被指数的地形调节优化方法，其特征在于：利用光学遥感影像自身的波段信息及其派生信息进行优化，包括以下步骤：构建地形调节植被指数TAVI、选择样区、影像分类、优化匹配，能准确、快速地反演复杂地形山区植被信息，为复杂地形山区植被(森林)制图、植被覆盖度监测、森林覆盖率评估、叶面积指数反演提供重要手段，并可以为森林生物量、生产力、光合有效辐射吸收等生物物理与生物化学参数的估算提供重要计算参数，具有良好的实用价值。

摘要： 本发明提供一种复杂地形风电场风切变指数计算方法和系统，方法包括：获取测风塔实测各高度风速，根据风电场风能资源评估方法初步计算两层高度之间风切变指数和综合风切变指数；若综合风切变指数大于阈值或者两层高度之间风切变指数出现负值，分月份计算风切变指数，分析风切变指数月变化规律，绘制风切变指数、气温、风速月变化曲线；绘制风切变指数风向分布图，分析风切变指数受地形影响情况；统计部分高度、部分风速段风切变指数，分析有效风速和有效高度范围内风切变情况；选取适宜的风切变指数用于计算轮毂高度处风能资源。选取合理的计算结果推算轮毂高度处风能资源，反映风速垂向变化情况，提高发电量计算结果的准确度。

摘要： 本发明公开了一种抗地形效应与背景影响的新型植被指数的校正方法，包括A收集植被的遥感影像和DEM数据；B由所述DEM数据计算坡度、坡向，对所述遥感影像进行大气校正，获得地表反射率；C根据坡度数据和地表反射率计算各像元对应的植被指数NIRv和地形校正因子P；将所述植被指数NIRv和地形校正因子P作为输入计算抗地形植被指数。本发明提出的在原有植被指数引入地形校正因子进行校正的方法，普适性强，具有较强的抗地形性和表征植被结构的能力，有望进一步提高植被指数在山区的应用潜力。

摘要： 本发明公开了一种基于矢量网络的地形湿度指数模拟方法，首先利用DEM生成规则三角面的矢量网络，然后利用三角面网络TFN算法从矢量网络上获取汇水累积量，之后利用一种新算法从矢量网络上获得坡向和坡度，最后将由汇水累积量和坡向计算得到的单位汇水面积SCA和坡度相结合模拟地形湿度指数。本发明不仅提出了一种新的坡向和坡度计算方法，而且将其与TFN算法相结合得到了一种新的地形湿度指数模拟方法，提高了地形湿度指数的模拟精度，保证了土壤湿度的合理分布，满足了实际应用中的精度需求。

摘要： 本发明公开了一种基于地形指数和物候差异的梯田遥感识别方法，涉及水土保持遥感监测技术领域。该方法首先利用易于获取的中等分辨率的Landsat遥感影像提取不同物候期的NDVI差值，然后结合包括海拔、坡度和坡度变率在内的地形因子信息用以有效识别梯田的面积和位置，以此提取梯田分布信息，解决了大范围、多时相、高效率、低成本提取梯田的难题。

摘要： 本发明公开了一种利用地形指数提取流域自由水蓄水容量空间分布的方法，包括以下主要步骤：提取流域数字高程模型（DEM）数据；利用流域DEM数据计算出流域地形指数栅格；统计流域地形指数栅格累计频率曲线；计算地形指数累计频率曲线的方程；将地形指数累计频率曲线方程与流域自由水频率曲线方程联立，求出地形指数与自由水蓄水容量之间对应的函数关系；在此函数关系的基础上求解每一个地形指数栅格单元上的自由水蓄水容量，从而得到流域自由水蓄水容量的空间分布。本发明具有数据来源稳定可靠、计算效率高、结果客观合理等优点，有利于分布式水文模型的直接调用。

摘要： 本发明公开了一种基于地形指数和物候差异的梯田遥感识别方法，涉及水土保持遥感监测技术领域。该方法首先利用易于获取的中等分辨率的Landsat遥感影像提取不同物候期的NDVI差值，然后结合包括海拔、坡度和坡度变率在内的地形因子信息用以有效识别梯田的面积和位置，以此提取梯田分布信息，解决了大范围、多时相、高效率、低成本提取梯田的难题。