基于DEM的數(shù)字地形分析.pdf

1、近年來(lái),隨著地觀測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,DEM作為對(duì)地形地貌的一種數(shù)字化表示方法,在數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)和管理方面陸續(xù)取得了一系列突破進(jìn)展。DEM已成為世界各國(guó)空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(NSDI)的基本內(nèi)容之一,被納入數(shù)字化空間數(shù)據(jù)框架(NGDF)進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。隨著我國(guó)國(guó)家和省級(jí)多尺度大規(guī)模DEM生產(chǎn)的深入開(kāi)展,極大地提高了各種分辨率和不同精度DEM的可得性,因此迫切需要在此基礎(chǔ)上研究各種地形分析方法和技術(shù),以充分發(fā)掘和利用DEM所蘊(yùn)含的豐富

2、的地形地貌信息,為各專(zhuān)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域提供決策支持。地形分析可分為基本地形因子計(jì)算和復(fù)雜地形因子分析兩種?；镜匦我蜃佑?jì)算主要有坡度、坡向等。復(fù)雜地形因子分析包括可視性分析、地形特征提取、水系特征提取等。
　　本文在介紹數(shù)字地形分析基本概念的基礎(chǔ)上,從基本地形因子和復(fù)雜地形因子兩個(gè)方面進(jìn)行了研究與實(shí)現(xiàn)。對(duì)基本地形因子,主要討論了坡度、坡向、投影距離、表面距離、投影面積、表面面積、體積和剖面分析的計(jì)算,給出了常用的計(jì)算方法。對(duì)這些基本地形

3、因子,在國(guó)內(nèi)第一個(gè)類(lèi)似于Google Earth的全球三維動(dòng)態(tài)可視化軟件GeoGlobe2.0中給予了實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)部分——客戶端和服務(wù)端,客戶端和服務(wù)端通過(guò)HTTP協(xié)議進(jìn)行交互。對(duì)復(fù)雜地形因子的可視性分析,討論了兩點(diǎn)之間的可視性,說(shuō)明了兩點(diǎn)之間可視性的計(jì)算方法,并通過(guò)嚴(yán)格的邏輯推理驗(yàn)證了點(diǎn)之間的可視性是可以遞推的。在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)介紹了可視域分析中的常用算法,分析了各種算法的優(yōu)劣,提出了一種新的改進(jìn)的Xdraw算法用于基于DEM數(shù)據(jù)

4、庫(kù)的可視域分析,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比說(shuō)明了算法的準(zhǔn)確性和效率。對(duì)基于DEM數(shù)據(jù)庫(kù)的可視域分析,該算法在時(shí)間復(fù)雜度較低的情況下大大減少了訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的次數(shù),取得了很好的效果。對(duì)復(fù)雜地形因子的特征提取部分,討論了當(dāng)前常用的分析算法。針對(duì)地表流水模擬算法重點(diǎn)討論了洼地的檢測(cè)與填平和平地流線的確定問(wèn)題,對(duì)平地流線確定的方法進(jìn)行了改進(jìn),有效地減少了流線平行和鋸齒現(xiàn)象。并對(duì)地表流水模擬算法給予了實(shí)現(xiàn),指出了當(dāng)前地表流水模擬算法中存在的問(wèn)題,給出了繼續(xù)研究的