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中国地形起伏度的提取及在水土流失定量评价中的应用 被引量:213
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作者 刘新华 杨勤科 国安 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2001年第1期57-59,62,共4页
基于全国 1:10 0万的栅格数字高程模型 ( DEM)数据 ,在 ARC/ INFO的 GRID模块支持下 ,利用窗口分析方法 ,经过采样统计 ,确定中国水土流失地形起伏度的最佳分析窗口大小为 5 km× 5 km;基于 5 km× 5 km的分析窗口 ,提取了中国... 基于全国 1:10 0万的栅格数字高程模型 ( DEM)数据 ,在 ARC/ INFO的 GRID模块支持下 ,利用窗口分析方法 ,经过采样统计 ,确定中国水土流失地形起伏度的最佳分析窗口大小为 5 km× 5 km;基于 5 km× 5 km的分析窗口 ,提取了中国水土流失地形起伏度 ,完成了中国水土流失地形起伏度制图 ;最后对中国水土流失地形起伏度进行了适用性分析 。 展开更多
关键词 中国 水土流失 地形起伏度 提取 应用 定量评价
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我国数字高程模型与数字地形分析研究进展 被引量:227
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作者 国安 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期1305-1325,共21页
数字高程模型是最重要的国家基础地理信息数据,基于GIS的数字地形分析的理论、方法与应用,是当今地理学、地貌学界,特别是地理信息科学研究的热点问题。本文从DEM的数据模型、数字地形分析的不确定性、分析方法、尺度效应、高性能计算... 数字高程模型是最重要的国家基础地理信息数据,基于GIS的数字地形分析的理论、方法与应用,是当今地理学、地貌学界,特别是地理信息科学研究的热点问题。本文从DEM的数据模型、数字地形分析的不确定性、分析方法、尺度效应、高性能计算方法以及地学应用等方面,对我国学者在该领域的研究情况,特别是研究成果进行较全面的梳理与分析。综述显示,我国具有一批从事数字高程模型与数字地形分析的高水平研究力量,研究方向紧跟国际前沿,并取得了丰硕的成果,部分研究内容具有显著创新,年轻一代科学家正加速成长。在黄土高原、青藏高原的区域数字地形分析方面更彰显我国科学家的优势与特色,在国际学术界产生了重要的影响。 展开更多
关键词 数字高程模型 数字地形分析 地貌 测绘 地理信息科学 研究综述
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数字高程模型地形描述精度量化模拟研究 被引量:152
3
作者 国安 龚健雅 +2 位作者 陈正江 成燕辉 王占宏 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期361-365,共5页
在首先提出数字高程模型 ( DEM)地形描述误差 ( Et)概念的基础上 ,以我国 5个不同地貌类型区为试验样区 ,采用比较分析的方法 ,研究 DEM地形描述误差的成因、影响因素、量测方法以及误差的数学模拟途径。统计分析的结果证明 DEM地形描... 在首先提出数字高程模型 ( DEM)地形描述误差 ( Et)概念的基础上 ,以我国 5个不同地貌类型区为试验样区 ,采用比较分析的方法 ,研究 DEM地形描述误差的成因、影响因素、量测方法以及误差的数学模拟途径。统计分析的结果证明 DEM地形描述误差与 DEM空间分辨率及其地面粗糙度之间存在着线性相关关系 ,回归分析结果显示 ,DEM地形描述误差 Et的均方差 RMS值可以表达为 DEM水平分辨率 ( R)与地面垂直曲率 ( V)的函数 :RMS Et=( 0 .0 0 63 V+0 .0 0 66) R-0 .0 2 2 V+0 .2 41 5。该结果可用以估算所建立的 DEM的地形描述精度 ,也为确定适宜的 DEM分辨率提供了理论依据。 展开更多
关键词 DEM 精度 误差 分辨率 数字高程模型 地形
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基于DEM坡度坡向算法精度的分析研究 被引量:157
4
作者 刘学军 龚健雅 +1 位作者 周启鸣 国安 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期258-263,共6页
坡度坡向是两个最基本的地形因子,目前对DEM坡度坡向计算模型和精度存在一些不同的甚至矛盾的观点,其原因在于没有区分误差来源和分析评价方法的不同。本文对DEM坡度坡向误差进行了理论分析,并通过实验数据对相关结论进行了验证。旨在... 坡度坡向是两个最基本的地形因子,目前对DEM坡度坡向计算模型和精度存在一些不同的甚至矛盾的观点,其原因在于没有区分误差来源和分析评价方法的不同。本文对DEM坡度坡向误差进行了理论分析,并通过实验数据对相关结论进行了验证。旨在澄清目前关于坡度坡向计算模型上的矛盾结论。 展开更多
关键词 数字地面模型 坡度 坡向 算法 精度
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基于DEM坡度图制图中坡度分级方法的比较研究 被引量:170
5
作者 国安 宋佳 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2006年第2期157-160,192,共5页
坡度分级是所制作的坡度图具有科学性与实用性的重要前提,各种分级方法一直是坡度分级研究中的重点。将各种坡度分级方法分为一般主观分级法、临界坡度分级法与模式分级法3大类,并以黄土丘陵沟壑区为实验样区,以高精度5 m分辨率的DEM为... 坡度分级是所制作的坡度图具有科学性与实用性的重要前提,各种分级方法一直是坡度分级研究中的重点。将各种坡度分级方法分为一般主观分级法、临界坡度分级法与模式分级法3大类,并以黄土丘陵沟壑区为实验样区,以高精度5 m分辨率的DEM为信息源,提取坡度数据层面。在此基础上,对不同分级方法的特点、适用性及制图效果等进行了比较分析。研究表明:一般主观分级法简单、灵活,但带有一定的主观性及随意性;临界坡度分级法能较好地满足用户的应用目的,但经常忽视了坡度图制图效果;而模式分级法能够较好地揭示地表的坡度组合规律。应根据应用目的、地面起伏特征等来选择合适的坡度分级方法,这样才能得到合理的坡度分级结果,更大程度地满足用户的应用目的。研究结果对指导正确、有效地制作与应用坡度图具有重要意义。 展开更多
关键词 DEM 坡度 分级 比较研究
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基于GIS的乡村聚落空间分布规律研究——以陕北榆林地区为例 被引量:133
6
作者 国安 赵牡丹 《经济地理》 CSSCI 北大核心 2000年第5期1-4,共4页
本研究以地理信息系统为基本技术手段 ,以国家 1:2 5万基础地理数据库等数字信息为主要信息源 ,对陕北榆林地区乡村聚落的空间分布规律与区位特征进行了探讨。通过综合应用基于GIS的缓冲区分析、多层面的复合分析等空间分析方法 ,揭示... 本研究以地理信息系统为基本技术手段 ,以国家 1:2 5万基础地理数据库等数字信息为主要信息源 ,对陕北榆林地区乡村聚落的空间分布规律与区位特征进行了探讨。通过综合应用基于GIS的缓冲区分析、多层面的复合分析等空间分析方法 ,揭示了该地区乡村聚落的空间分布受自然条件与人为因素影响的基本特征。研究结果可望为该地区的城乡发展规划提供有益的借鉴资料。 展开更多
关键词 乡村聚落 空间分布 地理信息系统 GIS 陕西
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不同比例尺DEM提取地面坡度的精度研究——以在黄土丘陵沟壑区的试验为例 被引量:102
7
作者 国安 杨勤科 +2 位作者 张勇 刘咏梅 刘新华 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2001年第1期53-56,共4页
以陕北绥德县韭园沟流域为试验样区 ,采用高精度 1∶ 1万 DEM所提取的坡度为准值 ,应用多层面复合分析和比较分析的方法 ,研究该地区 1∶ 5万 DEM提取地面坡度的误差特征与纠正方法。试验结果显示 ,所获得的不同空间尺度下 DEM所提取坡... 以陕北绥德县韭园沟流域为试验样区 ,采用高精度 1∶ 1万 DEM所提取的坡度为准值 ,应用多层面复合分析和比较分析的方法 ,研究该地区 1∶ 5万 DEM提取地面坡度的误差特征与纠正方法。试验结果显示 ,所获得的不同空间尺度下 DEM所提取坡度值的转换图谱 ,可对 1∶ 5万 DEM计算的地面坡度统计值进行有效修正。该成果对于 DEM数据在水土保持领域若干应用标准的制定 。 展开更多
关键词 DEM 坡度 精度 误差 GIS 地形图 比例尺 制图
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DEM及数字地形分析中尺度问题研究综述 被引量:94
8
作者 国安 刘学军 +1 位作者 房亮 罗明良 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期1059-1066,共8页
基于DEM尺度的概念与类型、DEM地形分析的尺度效应、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的论述,分析了当前国内外在该领域的研究进展,并指出了今后应重点研究的方向,包括自然地面与DEM模拟地面之间的... 基于DEM尺度的概念与类型、DEM地形分析的尺度效应、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的论述,分析了当前国内外在该领域的研究进展,并指出了今后应重点研究的方向,包括自然地面与DEM模拟地面之间的尺度匹配、尺度冲突与尺度耦合的关系;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。 展开更多
关键词 DEM 地形分析 尺度 尺度效应
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数字地形分析的理论、方法与应用 被引量:95
9
作者 杨昕 国安 +2 位作者 刘学军 李发源 祝士杰 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期1058-1070,共13页
数字高程模型自20世纪50年代首次被提出以来,就以其简洁的数据组织方式、对地形的直观表达、简单高效的地形因子解译方法而显示了其在地学领域应用的巨大潜力。本文在全面检索和分析前人相关研究成果的基础上,首先将数字地形分析(Digita... 数字高程模型自20世纪50年代首次被提出以来,就以其简洁的数据组织方式、对地形的直观表达、简单高效的地形因子解译方法而显示了其在地学领域应用的巨大潜力。本文在全面检索和分析前人相关研究成果的基础上,首先将数字地形分析(Digital Terrain Analysis,简称DTA)的各种分析方法总结为四类,即坡面地形因子分析、特征地形要素分析、地形统计分析以及基于DEM的地学模型分析,并简要总结了每种分析方法的主要内容;其次,探讨了数字地形分析的精度及尺度问题,指出尺度效应、最适宜尺度选择以及尺度转换是DEM地形分析中的基本尺度问题;然后,论文介绍了DTA在地貌、水文、土壤、地质灾害、农业等领域的应用现状;最后,提出了数字地形分析发展方向,指出数字地形分析的概念框架亟待完善、模型构建精度有待提高、地形分析方法需要扩展,尤其是实现DEM模型嵌入的一体化分析方法,以求得到与现实世界地理环境更为接近的模拟。 展开更多
关键词 数字高程模型 数字地形分析 地球信息科学 地貌
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对DEM地形定量因子挖掘中若干问题的探讨 被引量:53
10
作者 国安 杨玮莹 +3 位作者 杨昕 刘爱利 易红伟 李晓印 《测绘科学》 CAS CSCD 2003年第1期28-32,共5页
在地学研究中 ,地形结构信息的提取具有重要意义 ,而如何利用数字高程模型进行提取一直是地学工作者所面临的重要课题。在总结前人研究成果的基础上 ,从地形特征分析和水系特征分析两方面 ,比较了利用数字高程模型自动提取地形定量因子... 在地学研究中 ,地形结构信息的提取具有重要意义 ,而如何利用数字高程模型进行提取一直是地学工作者所面临的重要课题。在总结前人研究成果的基础上 ,从地形特征分析和水系特征分析两方面 ,比较了利用数字高程模型自动提取地形定量因子的基本原理、方法以及优缺点 。 展开更多
关键词 DEM 地形因子 数字高程模型 水系 地貌
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自1:10000比例尺DEM提取地形起伏度——以陕北黄土高原的实验为例 被引量:66
11
作者 朱红春 陈楠 +1 位作者 刘海英 国安 《测绘科学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期86-88,共3页
地形的起伏是反映地形起伏的宏观地形因子,是比较适合区域水土流失评价的地形指标,在区域性研究中,利用DEM数据提取地形起伏度能够快速、直观的反映地形的起伏特征。1∶10000比例尺DEM具有越来越广泛、重要的应用,系统探讨基于其提取地... 地形的起伏是反映地形起伏的宏观地形因子,是比较适合区域水土流失评价的地形指标,在区域性研究中,利用DEM数据提取地形起伏度能够快速、直观的反映地形的起伏特征。1∶10000比例尺DEM具有越来越广泛、重要的应用,系统探讨基于其提取地形起伏度的方法具有重要的理论和实践意义。本研究以陕北黄土高原不同地貌区的DEM数据为实验数据,依据地貌发育的基本理论,GIS的窗口递增分析方法结合自然地理单元———小流域划分方法,通过对比分析,确定不同地貌区的地形起伏度。通过对实验结果的对比分析证明,该方法是一种比较通用、有效的方法。 展开更多
关键词 地形起伏度 DEM 黄土高原 提取
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DEM地形描述误差空间结构分析 被引量:44
12
作者 国安 赵牡丹 曹菡 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期349-352,共4页
首先提出 DEM( Digital Elevaion Model)地形描述误差的提取方法 ,通过误差地图以及量化研究方法 ,揭示 DEM误差的空间分布规律。试验结果显示 :误差地图是实现 DEM误差可视化的有效方法 ;DEM地形描述误差具有很强的空间自相关性 ,自相... 首先提出 DEM( Digital Elevaion Model)地形描述误差的提取方法 ,通过误差地图以及量化研究方法 ,揭示 DEM误差的空间分布规律。试验结果显示 :误差地图是实现 DEM误差可视化的有效方法 ;DEM地形描述误差具有很强的空间自相关性 ,自相关值随地形复杂度与 DEM分辨率的改变而有规律地变化。 展开更多
关键词 数字高程模型 误差 空间结构
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我国GIS专业高等教育现状调查与分析 被引量:65
13
作者 国安 董有福 +1 位作者 唐婉容 李辛 《中国大学教学》 CSSCI 北大核心 2013年第6期26-31,共6页
我国GIS(地理信息系统)专业高等教育历经30多年快速发展,已取得了显著成果。然而,新形势下机遇和挑战并存,GIS专业高等教育迅速发展不仅带来了希望,也出现了不少亟待解决的问题,如何解决这些问题成为公众关注的焦点。本文通过问卷调查方... 我国GIS(地理信息系统)专业高等教育历经30多年快速发展,已取得了显著成果。然而,新形势下机遇和挑战并存,GIS专业高等教育迅速发展不仅带来了希望,也出现了不少亟待解决的问题,如何解决这些问题成为公众关注的焦点。本文通过问卷调查方式,从专业自身发展和人才培养需求两方面对我国GIS专业高等教育现状进行了调查研究,旨在促进我国GIS专业高等教育科学发展和我国GIS产业快速转型升级。分析结果表明:我国GIS专业发展迅速,招生规模偏大;人才层次不合理,市场供需存在矛盾;支撑学科多样化,院校交流需深化;应打造特色教学团队,实施立体化教学。 展开更多
关键词 地理信息系统 GIS 高等教育 现状调查 人才培养
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DEM结构特征对坡度坡向的影响分析 被引量:55
14
作者 刘学军 龚健雅 +1 位作者 周启鸣 国安 《地理与地理信息科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2004年第6期1-5,39,共6页
数字高程模型已严格定义为按规则格网阵列记录的地形高程数据,其固有的结构特征(如格网分辨率、格网方向、高程数据准确度等)直接影响DEM对地形表达和坡度、坡向的计算精度。该文通过理论和数据独立的DEM实验分析方法,研究了DEM结构特... 数字高程模型已严格定义为按规则格网阵列记录的地形高程数据,其固有的结构特征(如格网分辨率、格网方向、高程数据准确度等)直接影响DEM对地形表达和坡度、坡向的计算精度。该文通过理论和数据独立的DEM实验分析方法,研究了DEM结构特征对坡度、坡向的影响,得出如下结论:1)高分辨率的DEM并不一定能给出高精度的坡度、坡向计算结果;2)可通过g=bm/ms×180/π×cos2S来选择合适的DEM分辨率;3)三阶不带权差分算法的坡度、坡向计算结果对DEM方向有较强的依赖性。 展开更多
关键词 DEM 地形 坡度 规则格网 坡向 数字高程模型 差分算法 选择 方向 影响分析
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SRTM DEM高程精度评价 被引量:60
15
作者 詹蕾 国安 杨昕 《地理与地理信息科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2010年第1期34-36,共3页
为了全面认识SRTMDEM数据精度特征并完善SRTMDEM数据精度评定方法,该文以我国1:5万比例尺DEM为参考数据,以具有多种地貌类型的陕西省为实验样区,利用高程中误差模型及空间插值方法对SRTMDEM进行高程精度分析。结果表明:陕西省的SRT... 为了全面认识SRTMDEM数据精度特征并完善SRTMDEM数据精度评定方法,该文以我国1:5万比例尺DEM为参考数据,以具有多种地貌类型的陕西省为实验样区,利用高程中误差模型及空间插值方法对SRTMDEM进行高程精度分析。结果表明:陕西省的SRTMDEM高程中误差在3.5~60.7m,呈现出较为显著的空间分异特征;并且高程中误差与实验样区平均坡度有较强的指数相关性,拟合的指数函数具有较高的模拟精度。 展开更多
关键词 SRTM DEM高程精度 中误差 内插
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基于DEM的黄土高原面积高程积分研究 被引量:59
16
作者 祝士杰 国安 +1 位作者 李发源 熊礼阳 《地理学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期921-932,共12页
面积高程积分(Hypsometric Integral,HI)是通过统计流域地表的高程组合信息,从而揭示流域地貌形态与发育特征的重要指标。本文以1:10000比例尺5 m分辨率DEM数据分析流域面积高程积分计算时的影响因素,以SRTM数字高程模型数据为基本信息... 面积高程积分(Hypsometric Integral,HI)是通过统计流域地表的高程组合信息,从而揭示流域地貌形态与发育特征的重要指标。本文以1:10000比例尺5 m分辨率DEM数据分析流域面积高程积分计算时的影响因素,以SRTM数字高程模型数据为基本信息源,研究黄土高原重点水土流失区的面积高程积分空间分异特征。研究工作首先讨论并总结了面积高程积分的地学含义,明确了DEM分辨率以及分析面积对于面积高程积分计算的影响,并分析各地貌对象面积高程积分的相关性;然后,面向黄土高原重点水土流失区,采用面向多尺度分割的方法,基于小流域面积高程积分,实现了黄土高原重点水土流失区地貌分区。研究结果表明,DEM分辨率对于小流域面积高程积分计算影响较小,当小流域面积阈值达到10 km2时,面积高程积分趋于稳定;各地貌对象中,流域面—正地形—沟沿线、山顶点—山脊线—流域边界这两组组内面积高程积分值相关性非常强;基于面积高程积分的地貌分区,与黄土高原地区水土流失分区图和输沙模数分区图具有相当程度的耦合关系,并细化了原有分区结果。 展开更多
关键词 面积高程积分 空间分异 地貌分区 黄土高原
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“地理信息系统”课程的设计与实践 被引量:58
17
作者 国安 周卫 《地球信息科学》 CSCD 2005年第2期65-69,共5页
“地理信息系统”课程是地图学与地理信息系统本科专业的核心基础课程,该课程的学习对于掌握地理信息系统的基本原理和方法,对于专业课程的学习具有十分重要的意义。本文着重介绍了地理信息系统课程建设的思路与方法,并对其中的地理信... “地理信息系统”课程是地图学与地理信息系统本科专业的核心基础课程,该课程的学习对于掌握地理信息系统的基本原理和方法,对于专业课程的学习具有十分重要的意义。本文着重介绍了地理信息系统课程建设的思路与方法,并对其中的地理信息系统网络课程的内容体系与应用方法进行了重点的探讨。 展开更多
关键词 地理信息系统 教学理念 教学创新 立体化教学
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黄土丘陵沟壑区1∶1万及1∶5万比例尺DEM地形信息容量对比 被引量:33
18
作者 国安 陈楠 +2 位作者 刘咏梅 张友顺 陈正江 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2001年第2期34-36,共3页
黄土丘陵沟壑区地形变化异常复杂 ,1∶5万地形图对原始 1∶1万地形图等高线形态综合、取舍程度很大 ,这些都在不同程度上影响了地形分析结果的准确性。以高精度的 1∶1万比例尺DEM为校准值 ,运用 1∶1万及 1∶5万比例尺DEM叠合比较分析... 黄土丘陵沟壑区地形变化异常复杂 ,1∶5万地形图对原始 1∶1万地形图等高线形态综合、取舍程度很大 ,这些都在不同程度上影响了地形分析结果的准确性。以高精度的 1∶1万比例尺DEM为校准值 ,运用 1∶1万及 1∶5万比例尺DEM叠合比较分析的方法 ,研究 1∶5万DEM的地形信息容量及提取不同地形要素的精度。试验结果表明 ,在黄土丘陵区 ,与 1∶1万DEM相比 ,1∶5万DEM在所提取的地面坡度、地面曲率、沟壑量等地形定量指标方面均都存在着较大的误差。 展开更多
关键词 数字地形模型 比例尺 对比 误差 地形信息容量
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基于DEM提取黄土丘陵区沟沿线 被引量:39
19
作者 朱红春 国安 +2 位作者 张友顺 易红伟 李明 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2003年第5期43-45,61,共4页
黄土丘陵区的沟沿线,是反映该区地形地貌特征的重要的地形结构线。以陕北绥德县韭园沟流域为实验样区,探讨利用数字高程模型(DEM)实现自动提取沟沿线的原理方法,并以航片及地形图等高线为依据,对所提取沟沿线的精度进行了对比分析。实... 黄土丘陵区的沟沿线,是反映该区地形地貌特征的重要的地形结构线。以陕北绥德县韭园沟流域为实验样区,探讨利用数字高程模型(DEM)实现自动提取沟沿线的原理方法,并以航片及地形图等高线为依据,对所提取沟沿线的精度进行了对比分析。实验结果证明,利用DEM自动提取沟沿线是一种快速、有效的技术方法。 展开更多
关键词 黄土丘陵区 DEM 沟沿线
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中国地貌基本形态DEM的自动划分研究 被引量:45
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作者 刘爱利 国安 《地球信息科学》 CSCD 2006年第4期8-14,I0003,共8页
我国1∶100万的数字高程模型,是在1∶5万及1∶10万基本地形图上,高精度采集方里网交点高程所构建的1km分辨率地面高程数字矩阵。本文利用该DEM数据及其所派生的多种地貌信息进行地貌形态类型自动划分的技术方法。实验提取地形起伏度、... 我国1∶100万的数字高程模型,是在1∶5万及1∶10万基本地形图上,高精度采集方里网交点高程所构建的1km分辨率地面高程数字矩阵。本文利用该DEM数据及其所派生的多种地貌信息进行地貌形态类型自动划分的技术方法。实验提取地形起伏度、地表切割度、地表粗糙度、高程变异系数、平均坡度、平均高程6个地形因子,并将各因子置于不同的信息层面中,通过主成分分析,ISODATA非监督分类法与Bayesian最大似然监督分类法相结合,对中国地貌的基本形态进行了多维信息综合分类。研究结果表明:①我国1∶100万比例尺DEM在宏观地貌分类方面具有重要的价值和应用潜力;②所提取的地形因子能宏观地反映我国地形的起伏特征,为地貌形态分类提供重要的依据;③采用ISODATA非监督分类法与Bayesian最大似然监督分类法,能有效地实现我国地貌基本形态类型的定量化、自动化划分;④依据数据的统计特征进行分类,较合理地解决了类型模糊的形态实体的归类问题。实验结果不仅揭示了此项技术在地貌形态分类中的巨大潜力,同时对于完善DEM数字地形分析的理论与方法也具有重要的意义。 展开更多
关键词 DEM 中国 地貌 分类
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