数字地形分析

摘要： 本文基于对空间尺度分级,构建以“流域景观-景观单元-景观类型”为主体的旅游地学景观分级指标体系,设计“流域-条带高程剖面-高程带”为对应地形参数,在珠峰自然保护区澎曲流域验证了该指标体系的合理性和分析方法的可行性。结果显示,藏南谷地中段区域具有一致发生学规律。景观单元尺度由7个连续不重叠平行单元组成,体现景观分区共轭性。表现海拔4200m以下景观类型多样、4200~4600m多样性减弱、4600m以上景观一致渐变特征。本文为高山型旅游地学景观系统研究和公众了解地学景观提供一种参考。

摘要： 数字高程模型(DEM)蕴含丰富的地形地貌信息,基于DEM的数字地形分析方法为岩溶地貌研究提供了科学、有效的技术手段。文章针对前人应用DEM研究中国岩溶地貌所涉及的关键技术方法,从岩溶地貌识别的尺度效应、岩溶地貌的识别与分类、岩溶地貌的形态及格局分析、岩溶区生态环境变化等方面进行了梳理和分析,提出未来应构建科学的岩溶地貌数字分类体系,对岩溶地貌进行多尺度、深层次的地形分析和定量表达,并从地形现状研究拓展到地形演变的过程与机理研究,发掘出DEM在岩溶地貌研究中更多的应用。

摘要： 【目的】解决当前爆燃地形提取方法中缺乏用定量化指标表达的问题。【方法】基于数字地形分析技术在地形特征表达中的优势,提出以地形位置指数、坡度和平面曲率为量化指标的关键爆燃地形的特征表达方案,建立栅格数字高程模型(digital elevation model,DEM)爆燃地形的提取方法与流程,并选取凉山火灾区域为试验区进行爆燃地形提取试验。【结果】该方法有效提取了凉山火灾区域峡谷、山脊、陡坡和草塘沟4类爆燃地形,其面积为25.78km^(2)。考虑到栅格DEM分辨率对提取结果的影响,分别取5、15和30m分辨率数据进行试验,其对应的爆燃地形面积分别为25.17、25.51和25.78km^(2)。【结论】不同分辨率栅格DEM的爆燃地形的提取结果之间存在差异。

摘要： 激光雷达测量(LiDAR)技术是一种先进的主动式遥感测量手段,具备多次回波且成像点云可滤除植被的特点,该技术在几乎无植被覆盖的矿山地质调查、道路巡检等方面有了一定的应用,但在植被覆盖区的地质灾害或地质灾害隐患识别方面的研究还有待进一步深入.针对江苏省山区植被覆盖茂盛、地质灾害隐蔽性强的特点,以宜兴市竹海风景区公路旁一处道路边坡为研究对象,基于无人机机载LiDAR低空测取的高密度激光点云数据,使用Terrasolid的Terrascan模块进行滤波处理,得到剥离植被后的地面点云,进而利用Arcgis10.6生成DEM、等高线图和一系列数字地形分析图件,并据此分析和解译出该边坡区一处隐蔽滑坡的各种地表参数信息.结果表明:该滑坡体平面上呈现典型的圈椅状地貌,面积为930 m2,长为91 m,宽为19 m,平均地表坡度为35°,滑坡体主滑方向为南偏西6°,为公路切坡诱发的小型土质滑坡;滑坡体的滑坡前、后缘高差为10.1 m,滑坡后壁高差为1.9～3.1 m,中部滑坡台阶宽度为3.5～6.2 m.该研究不仅总结出一套针对植被覆盖区小型地质灾害进行机载激光雷达快速识别的技术流程,同时也为植被茂密区相对隐蔽地质灾害隐患的调查及防灾减灾提供了思路.

摘要： 等高线曲率是一个重要的地形属性,反应了地形表面在水平方向的凹凸性,表达了地表物质运动的发散和汇合模式。基于安塞县县南沟小流域的矢量等高线数据和DEM,分别利用圆拟合算法(相邻三点法、间隔三点法和最小二乘法)和曲面拟合模型(E模型、S模型和Z模型)提取等高线曲率,通过对实地地形的对比分析,结果表明:(1)在矢量等高线数据的计算结果中,三点拟合法计算结果相比最小二乘法结果差异大,对等高线曲率空间格局分布描述更准确;(2)最小二乘法计算的结果频数分布集中程度最高,两种三点拟合法计算结果频数曲线差别微小;(3)在栅格数字高程模型的计算结果中,基于S模型计算结果在空间格局上较E模型和Z模型的结果差别大,基于E模型的计算结果对等高线曲率描述效果更好。结果能准确说明采用不同算法计算等高线曲率的差别,对在实际数字地形分析中有重要的意义,可为等高线曲率计算提供重要参考。

摘要： 地形地貌是影响公路选线的核心因素之一,传统的地貌类型的划分方法过分注重地貌单元的完整性,缺乏有效的针对地貌实体对象的自动提取.以规则格网数字高程模型为数据源,利用数字地形分析中的地形特征和水系特征等提取技术,提出一种公路选线中地貌实体单元的自动提取方法.该方法与结合专家知识的人工提取结果吻合,实现了自动划分山地与平原、自动提取嵌套山体界线.在开展公路初步选线的过程中考虑山体的完整性,相比仅考虑地貌微观因子的选线方法,得到了较好的结果.

摘要： 数字地形分析是地理信息系统相关专业的一门重要主干课程。由于课程教学的理论性强,部分内容与实际工程应用有一定差别,容易造成学生在学习上的困难。本文在基于工作过程导向的教学理论指导下,结合工程应用特征,设计了适合数字地形分析课程的实践教学环节,通过教学实践,取得了良好的效果。

摘要： 以中国地质大学(武汉)信息工程学院《数字地形分析及其应用》相关课程多年教学经验为基础，结合学院各个专业的自身特点，针对数字地形分析在各学科领域应用日益广泛的现状，对课程的建设方向及方法进行了探索性的研究。并对相关课程体系的构建方案、学科建设以及人才培养等方面的问题进行了讨论。

摘要： 基于DEM的数字地形分析具有很大的尺度依赖性,亟待进行多学科综合的、深层次的探索。本文为研究综述性论文,分DEM尺度的概念与类型、DEM地形分析的尺度效应、基于DEM地形分析尺度研究的关键问题、DEM地形分析尺度研究的方法等几个方面,分析当前国内外在该领域的研究进展。指出今后应重点研究的方向包括:自然地面与DEM模拟地面两者之间的尺度匹配、尺度冲突与尺度耦合关系:空间尺度参数对DEM地形分析影响的过程与机理;DEM格网单元地形分析的异质性效应。在尺度层面上提出不同地形复杂度条件下的DEM地形分析的确定性与不确定性规律,建立以尺度为自变量的多尺度地形分析模型,建立DEM地形分析的尺度转换模型;最后,对未来研究的发展趋势进行了展望。

摘要： 基于数字高程模型(DEM)的数字地形分析(DTA)是DEM应用的核心内容,以往人们普遍沣重于DEM数据精度,而相对忽略了DEM数字地形分析应用的不确定性。研究表明:1)DEM数字地形分析的不确定性是存在的客观实在;2)DEM数字地形分析不确定性的产生不仅仅只是数据的质量问题,更多的是DEM尺度效应和分析模型的匹配问题,在实际应用中应该充分注意DEM的尺度效应与模型匹配问题;2)DTA分析方法多种多样,无论应用何种具体分析方法,基于DEM的DTA不确定性的产生都可以从DEM数据精度、DEM地形描述误差、DEM地形信息容量和DTA分析模型的不确定性共四个方面来分析。

摘要： 随着GIS技术及计算机软硬件技术的发展,三维空间分析技术逐步走向成熟,基于DEM的数字地形分析在测绘、遥感及资源调查、环境保护、农林种植、城市规划、灾害防治及地学研究各方面发挥越来越重要的作用.本文以广西宁明县为研究对象,利用ArcMap三维分析功能模块为工具,对宁明县DEM数据进行了坡度、坡位、坡向及地形的分析提取,探讨地形因子的提取分类的方法.实践证明，ArcGIS克服了传统的地形分析（基于二维平面地图进行）的缺点，使分析结果以可视化的形式更准确、更直观地表达出来。

摘要： 与空间分析中的其他研究领域相类似,数字地形分析领域在已有大量算法的基础上仍并不断有新算法被提出,但这些新算法大多未能“走出实验室”,即新算法常停留在文献中,而未能被应用领域的用户所实际应用.本文以数字地形分析领域的一个新的多流向算法为例,分别开展了算法误差定量评价方法研究和算法并行策略研究,探讨新算法“走出实验室”所进行的探索.具体包括,在流向算法误差定量评价方法研究方面,构建了一套能模拟典型复合地形条件的人造面,并推导出相应的单位汇水面积的理论值,从而可有效评价流向算法误差,应用结果表明了新多流向算法的有效性;在算法并行策略研究方面,在已有的单流向算法GPU并行策略的基础上,改进其存在的冗余计算问题,基于图论提出了新的GPU并行策略,应用结果表明,新的并行策略使得原本具有复杂递归计算特点的多流向算法可更有效地利用台式机内的GPU设备,取得了更高的加速比,大幅缩短了运算时间.

摘要： 根据广西电网电力生产、梯级水库节能发电调度和防灾减灾业务需求，利用广西、贵州、云南省（区）布设的多个雨量自动监测站点的观测数据和电网调度水电厂区分布资料，依托GIS 的数字地形分析技术，对广西电网流域面雨量监测和预报流域进行小流域区划；以WEB、FLASH、VB、VC++和短信群发技术为依托，建立了基于C/S 与B/S 混合架构下的广西电网气象综合信息系统，利用小流域范围内雨量监测站点降水实况数据和集成预报各成员预报产品，计算小流域面雨量实况和预报产品，并实现降水实况自动入库、流域面雨量实况输出、预报发布，及小流域强降雨判断与短信预警，达到对广西电网流域面雨量进行实时监控、定量预报、预警的目的；研究成果已在广西电网水电生产上广泛应用。

摘要： 采用数字高程模型可以生成规划设计范围内的最优表达的三维地形图，并将规划设计方案叠加在三维地形图上。利用数字地形分析技术，对规划设计方案进行三维动态分析和可视化分析并对分析结果进行评估。本文通过实例，分别展示了三维动态分析和可视化分析技术在规划设计领域的应用与方法，指出三维动态分析和可视化分析在地形复杂地区进行规划设计时，更能发挥数字地形分析技术的优势。

摘要： 分析了传统检查点容错机制和基于机群并行计算的特点。提出了数据粒度模型的概念,基于该模型,设计了容错并行算法。检查点策略可以获得较低的系统开销以及恢复开销。通过量化客错粒度与并行计算中的数据拉度,给出了容错并行算法的详细流程。最后,通过实验验证了算法的准确性。

摘要： 分析了传统检查点容错机制和基于机群并行计算的特点。提出了数据粒度模型的概念,基于该模型,设计了容错并行算法。检查点策略可以获得较低的系统开销以及恢复开销。通过量化客错粒度与并行计算中的数据拉度,给出了容错并行算法的详细流程。最后,通过实验验证了算法的准确性。

摘要： 本发明提出一种用于确定从在数字地图中可识别为开放地形的地形区域(402)离开的至少一个离开概率的方法以及一种用于实施所述方法的装置，其中，基于在所述地形区域内的位置(400)来确定所述离开概率，并且所述方法包括将所述地形区域划分为多个单元(406)的步骤，其中给从单元(500)到相邻的单元(502)的至少一个过渡配属初始过渡概率，其中，所述过渡位于所述位置与所述地形区域的边缘之间。此外，所述方法包括对所述过渡的所述初始过渡概率进行调节的步骤，相应于来自所述数字地图的至少一个信息的存在情况来实施所述调节步骤，以便得到用于所述过渡的调节的过渡概率，其中所述信息与所述单元或所述相邻的单元相关。同样所述方法包括确定所述离开概率的步骤，其中至少使用所述过渡的经调节的过渡概率来确定所述离开概率。

摘要： 本发明提出一种用于确定从在数字地图中可识别为开放地形的地形区域(402)离开的至少一个离开概率的方法以及一种用于实施所述方法的装置，其中，基于在所述地形区域内的位置(400)来确定所述离开概率，并且所述方法包括将所述地形区域划分为多个单元(406)的步骤，其中给从单元(500)到相邻的单元(502)的至少一个过渡配属初始过渡概率，其中，所述过渡位于所述位置与所述地形区域的边缘之间。此外，所述方法包括对所述过渡的所述初始过渡概率进行调节的步骤，相应于来自所述数字地图的至少一个信息的存在情况来实施所述调节步骤，以便得到用于所述过渡的调节的过渡概率，其中所述信息与所述单元或所述相邻的单元相关。同样所述方法包括确定所述离开概率的步骤，其中至少使用所述过渡的经调节的过渡概率来确定所述离开概率。

摘要： 本发明的实施例公开一种基于数字地形图的空间视域分析方法及电子设备，涉及机场导航台选址建设、城市规划、日照分析、地形分析、公共安全等领域。所述方法包括：在具有高程信息的目标数字地形图中，以待分析的目标点为视点，真北方向为基准方向，顺时针按照预定角度间隔作射线；在第每条射线方向上，以所述视点为起点，构造首尾相连的多条有向线段；对于每条射线方向上的每条有向线段，筛选出其所处范围内高程值大于上一有向线段的终点对应的最大虚拟高程值的高程线；计算每条有向线段与筛选出的高程线的交点，计算交点与所述视点连线的斜率，确定所述视点至有向线段的终点之间的最大遮挡视线斜率。本发明无需插值计算，能够提高计算效率。

摘要： 本发明公开了一种基于DEM数字地形分析的土石坝变形震害定量评估方法，包括以下步骤：1)构建地震前后土石坝DEM模型；2)坝顶和坝坡沉陷或隆起定量分析；3)坝体滑坡定量分析；4)坝体整体位移和变形定量分析；本发明通过国内外土石坝震害统计分析，总结土石坝变形震害主要特征，在采用实时动态载波相位差分测量技术，满足震后土石坝变形震害监测数据快速精确获取的基础上，构建土石坝高精度DEM三维实体地面模型，通过空间聚类分析和数字地形信息提取等方法，对土石坝震前和震后DEM三维坝体模型进行对比，实现了坝体裂缝空间属性和分布规律分析、坝顶和坝坡沉陷或隆起整体定量分析、坝体滑坡情况和后续影响分析、坝体整体位移和变形定量分析。

摘要： 本发明涉及一种用于数字地形分析建模知识案例化自动处理方法，其中对数字地形分析(DTA)建模知识的案例化是将数字地形分析所应用的研究区定量表达为一个包含栅格分辨率、面积、地形起伏度、高程‑坡度累积频率二维表、面积高程积分值等5种定量指标的五元组，以栅格DEM为输入数据，通过调用开源的栅格空间数据转换库GDAL的读栅格数据功能以及地理信息系统软件ArcGIS的部分地形因子计算模块，实现对上述5个定量指标进行自动处理，所得到的数字地形分析建模知识案例可用于对某一研究区内已有数字地形分析建模知识在其他研究区中可用性的定量评价。本发明减少人为干预，能够为DTA建模知识的案例化及可适用范围推测提供技术支持。

摘要： 本发明属于数字地形分析和并行计算的交叉技术领域，涉及一种基于分布式内存的并行数字地形分析优化方法。包括：面向并行数字地形分析的数据分发粒度和结果融合粒度的模型及其计算方法；基于分布式内存的数据顺序分发和调度策略；考虑计算节点启动与关闭开销的数据拆分块数目的最优化方法；基于最优的数据块数目的集群节点配置参数选择方法。本发明完全可应用于大规模海量数据的并行数字地形分析的高性能计算的数据拆分和集群参数选择场合，例如，规则格网并行插值、坡度坡向并行计算、洼地填平并行计算等地形因子提取；可以应用于地理信息处理的高性能计算；也可以应用于基于地理信息的空间决策分析和数据挖掘等应用场合，提高处理效率。

摘要： 本发明公开了一种基于数字地形分析优化地形渲染的方法，属于摄影测量学技术领域，包括：将地形划分为规则的正方形补丁；将视点可能达到的空间区域划分为若干规则长方体空间区域Cell；对每个Cell计算潜在可见补丁集合；计算地形粗糙度；对于每个Cell计算潜在可见集图像金字塔和地形粗糙度金字塔；四叉树结点更新；进行渲染。与现有技术对比，本发明提出了一个基于视点位置的遮挡剔除方法去避免实时渲染过程中不可见的三角面片，并且可以根据地形粗糙度灵活的调节地形LOD效果，从而动态降低三角形片元数量，从而提升地形的实时渲染效果并且提升渲染帧率。

摘要： 本发明公开了一种基于DEM数字地形分析的土石坝变形震害定量评估方法，包括以下步骤：1)构建地震前后土石坝DEM模型；2)坝顶和坝坡沉陷或隆起定量分析；3)坝体滑坡定量分析；4)坝体整体位移和变形定量分析；本发明通过国内外土石坝震害统计分析，总结土石坝变形震害主要特征，在采用实时动态载波相位差分测量技术，满足震后土石坝变形震害监测数据快速精确获取的基础上，构建土石坝高精度DEM三维实体地面模型，通过空间聚类分析和数字地形信息提取等方法，对土石坝震前和震后DEM三维坝体模型进行对比，实现了坝体裂缝空间属性和分布规律分析、坝顶和坝坡沉陷或隆起整体定量分析、坝体滑坡情况和后续影响分析、坝体整体位移和变形定量分析。

摘要： 本发明涉及一种用于数字地形分析建模知识案例化自动处理方法，其中对数字地形分析(DTA)建模知识的案例化是将数字地形分析所应用的研究区定量表达为一个包含栅格分辨率、面积、地形起伏度、高程‑坡度累积频率二维表、面积高程积分值等5种定量指标的五元组，以栅格DEM为输入数据，通过调用开源的栅格空间数据转换库GDAL的读栅格数据功能以及地理信息系统软件ArcGIS的部分地形因子计算模块，实现对上述5个定量指标进行自动处理，所得到的数字地形分析建模知识案例可用于对某一研究区内已有数字地形分析建模知识在其他研究区中可用性的定量评价。本发明减少人为干预，能够为DTA建模知识的案例化及可适用范围推测提供技术支持。

摘要： 本发明属于数字地形分析和并行计算的交叉技术领域，涉及一种基于分布式内存的并行数字地形分析优化方法。包括：面向并行数字地形分析的数据分发粒度和结果融合粒度的模型及其计算方法；基于分布式内存的数据顺序分发和调度策略；考虑计算节点启动与关闭开销的数据拆分块数目的最优化方法；基于最优的数据块数目的集群节点配置参数选择方法。本发明完全可应用于大规模海量数据的并行数字地形分析的高性能计算的数据拆分和集群参数选择场合，例如，规则格网并行插值、坡度坡向并行计算、洼地填平并行计算等地形因子提取；可以应用于地理信息处理的高性能计算；也可以应用于基于地理信息的空间决策分析和数据挖掘等应用场合，提高处理效率。