基于数字高程模型的水文模拟对比分析

本文以GIS为平台，分析比较了不同类型的地形及网格大小的数字高程模型(DEM)所提取的汇流路径长度、坡度等地形特征值。在新安江模型参数物理意义研究的基础上，将汇流参数与地形特征值建立相关关系。利用相关关系确定参数，进行水文模拟，通过分析比较不同网格大小的DEM对水文模拟的影响，确定了满足实际洪水预报要求的DEM网格大小。     

高分辨率数字高程模型的构建方法

高分辨率数字高程模型(DEM)是正确计算坡度坡向、提取流域地形特征、进行水文分析的前提。本文以黄土高原典型丘陵沟壑区小流域为例，基于大比例尺(1∶10?000)数字化地形图和专业化DEM插值软件ANUDEM，探讨了ANUDEM在应用中的几个重要参数的取值，建立了高分辨率DEM，并对拟合DEM的质量进行了评价。研究表明，最佳分辨率为等高线间距的一半，一般为5m或2.5m，第二糙度系数为0.8，计算迭代次数为20～30次。ANUDEM建立的DEM表面光滑，回放等高线与原等高线符合度高，能真实地表现地形起伏，由其提取的水系与流域沟谷完全吻合且连续完整，适宜水文分析，是一种建立高质量DEM的优良方法。     

北江黄京塘数字流域生成分析

该文以北江水系黄京塘子流域为例,采用基于DEM的地形分析算法,推求出了反映流域水文特性的地貌参数,并在此基础上生成了数字流域。     

基于水文应用的多源数字高程模型精度分析

天空地监测技术的迅速发展使得可免费获取的地形数据越来越多,而不同地形数据的精度和现势性制约着水文科学的创新和发展。收集目前可免费获取的数字高程模型,基于分辨率、现势性、覆盖范围等属性筛选出SRTM、ASTER2 GDEM和ALOS World 3D三类数据源为研究对象,针对不同地形地貌区,计算分析与水文密切相关的DEM衍生特征的精度,进而提出不同数字高程模型在水文应用中的适用范围。经分析:各DEM在地势起伏大的区域,地形宏观描述基本一致;地势起伏小的区域,Aster2 DEM与其他三种DEM存在差异;在中小河流洪水预报的经验模型中,根据资料情况利用任何一种数字高程模型提取流域参数均可,不作为影响模型精度的重要指标。在地势起伏大的地区,除SRTM外各DEM对水系形态的描述精度较高;地势起伏小的地区,除ALOS world 3D能准确描述河口区域水系结构关系外,其余DEM均不能准确描述河口区域水系形态;分布式水文模型的产汇流分析、水文通视性分析等建议使用ALOS world 3D。     

基于DEM的庙台沟流域数字地形提取与分析

数字高程模型(DEM)作为地形数字化的重要表达方式,以其显示方式多样、精度稳定、更新方式自动化等诸多优点,逐步取代了传统的存储介质,是GIS空间数据库的重要组成部分。以庙台沟流域作为研究对象,应用ArcGIS10. 2软件进行不同DEM分辨率流域数字地形提取与比较分析,探讨DEM分辨率对小流域地形和水文特征提取结果的影响,为庙台沟流域的地形数字化表达和相关研究提供参考。     

基于Sentinel-1 双极化的鄱阳湖地形提取方法

数字高程模型可以提供丰富的地形信息,是研究生态环境、地质地貌、地表形变监测等问题的重要基础资料。本文以SRTM DEM作为参考DEM,利用四景Sentinel-1双极化雷达影像对鄱阳湖的数字高程模型进行了反演,更新重建了该区域的地形结果,从可视化和精度两个方面,根据山体阴影图、等高线图、相干系数图和数学拟合模型等对比分析了VV极化和VH极化这两种极化方式反演DEM结果。结果表明：利用雷达影像提取鄱阳湖地形是行之有效的,数字高程模型的分辨率为13.90m,与参考DEM相比,提高了53.67%;根据线性数学模型和二次数学模型对VV极化方式和VH极化方式反演结果进行拟合分析,决定系数分别为0.93和0.94,说明这两种极化方式反演出的DEM结果相似性很高,均可以准确反演出研究区域的地形结果,反演出的湖底地形可为水利部门展开河湖管理提供数据支撑。     

基于DEM的山丘区小流域河网提取分析研究

数字高程模型(DEM)是提取流域河网水系的重要基础数据,DEM分辨率直接影响河网水系的空间拓扑关系和数字流域水文特征。选取美国俄亥俄州印第安纳河流域为研究对象,基于不同分辨率的DEM提取河网,引入野外勘测河源信息,建立可靠度、灵敏度评价指标,探讨不同DEM分辨率所提取数字河网的适用性。结果表明:(1)与野外勘测河源相比,基于高分辨率DEM提取的河网与实际河网更为接近,但会生成伪支流;(2)研究流域地形破碎化程度高,局部地形坡度大,河网发育主要受上游集水面积控制;(3)DEM分辨率为5 m时,研究流域河网提取结果的可靠度和灵敏度较为理想,过高或过低的分辨率均不适用于该流域的河网提取。     

基于DEM的沟谷地貌自动提取与实现技术

基于数字高程模型的GIS空间信息提取与分析方法是获取地形要素的重要手段。以栅格数字高程模型为基本信息源，以地理信息系统软件ArcView GIS及其面向对象的二次开发环境Avenue为技术平台，对黄土丘陵沟壑区沟谷地貌特征进行了综合分析，并以丘陵沟壑区为样区实现了沟间地、沟坡地和沟底地等基本地形因子的自动提取。试验结果表明，利用DEM提取基本地貌类型速度快、效率高。     

基于ArcGIS9.2与DEM的三花间水文分析研究

介绍了ArcG IS9.2的水文分析原理,利用其水文分析工具对黄河三门峡—花园口区间的DEM数据进行了提取河网、河网分级、确定出水口、生成流域边界等水文分析工作,结果表明：①从三花间DEM数据中提取的河网水系、流域边界是合理的,其数据格式可被调用于各类分布式水文、水质模型中;②基于DEM的水文分析过程得到的河网及流域与真实地形并不完全吻合,原因是获取的DEM地形资料可能存在误差,在进行水文分析过程中也存在方法误差和人为判断误差。     

数字高程模型在黄土高原研究中的应用综述

近年来,随着国家多比例尺尺度DEM（数字高程模型）的建立及基于DEM的数字地形分析方法的完善,给黄上高原研究带来了崭新的思路和方法。在简要回顾黄土高原研究历史的基础上,指出研究方法和数据源足限制黄七高原研究发展的主要因素之一。通过分析DEM在黄上高原研究中的应用的几个阶段,特别是近年来提出的黄土高原地面坡谱方法,认为地面坡谱在空间上呈有规律的变异,能反映不同地貌类型及发育特征,坡谱分析法可作为黄土高原“高分辨率”地貌认识和划分的切入点。     

不同分辨率 DEM 提取三峡库区地形参数的精度研究

数字高程模型（ Digital Elevation Model , DEM ）能表达地形形态的起伏变化,从中提取的地形参数,可为径流预报提供一定的基础数据。但 DEM 数据是按照一定的分辨率对地表进行近似描述的,多种分辨率 DEM 数据的存在导致了尺度问题的产生。通过提取三峡库区内虾子岭小流域不同分辨率 DEM 的地形参数,分析了不同分辨率 DEM 对坡度和汇流网络精度的影响。研究结果表明：DEM 分辨率对坡度和汇流网络有较大影响,坡度和汇流网络的准确性和 DEM 的空间分辨率密切相关;1m DEM 能够准确反映当地的地形,从中提取的坡度与汇流网络接近于实际值,从 5m DEM 提取的坡度和汇流网络也能较为准确地反映实际值,而10m DEM 、25m DEM和 50m DEM 则不能准确地反映坡度和汇流网络。因此,在进行较为精确的径流预报时,建议采用至少 5m DEM 。在进行粗略估计或较大尺度的径流预报时,可采用 10m DEM 、 25m DEM 和 50m DEM 。     

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 分辨率是基于地形测绘数据插值生成DEM的基本问题。利用合适的分辨率既可使生成的DEM如实反映和描述地面地形特征，又可避免引入新误差。基于地貌学原理，以读取基础数据所有信息和有效表达地貌特征为目标，利用多种栅格DEM的坡度均方差 栅格尺寸关系曲线，结合对插值DEM上地貌特征的分析，可以客观地确定地形图插值生成DEM的合适栅格尺寸。系统介绍了这种方法的基本原理，并以黄土高原1∶25万地形图插值生成DEM为例，对该方法的应用进行了讨论。典型地区试验研究表明，黄土丘陵区1∶25万和1∶1万地形图（等高距分别为100 m和5 m）插值生成DEM，DEM的坡度均方差 栅格尺寸关系曲线拐点分别位于50 m和2.5 m处，因而分辨率分别为50 m和2.5 m。本研究可以为改进我国DEM质量提供支持。
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数值地形图的生成及其水文地貌特征评价

数值地形图(DEM)是利用地理信息系统(GIS)进行流域水文模拟的基础, 其精度直接影响模拟结果在没有现成的数值地形图时, 应用人员往往利用传统的地形图来生成它. 本文分别采用Arc/Info地理信息系统软件提供的哈奇逊法和不规则三角网五次插值法, 对一个实验流域的高程取样点进行插值, 生成了4种不同的数值地形图, 从凹洼分布、流域界定、河网提取、地面坡度和地形指数、以及地面径流汇成等方面, 对它们的水文地貌精度进行了比较. 结果表明, 两种方法都能生成由高程点群所反映的地形, 然而由于哈奇逊法能够结合流域的河网结构及其具有物理基础的水文地貌加强法来处理凹洼问题, 因此大大地提高了其所生成的流域数值地形图水文地貌特征精度.     

基于DEM和GIS的流域水文信息提取——以巴中市为例

为了探讨基于DEM和GIS的流域水文信息提取过程中阈值确定的有关问题,应用ArcGIS中的Hydrology水文分析工具,对巴中市水域的水文信息提取进行了研究。研究结果表明:1汇流累积量与河网密度、流域面积满足二阶导数关系,利用导数关系能够有效确定河网提取阈值。2阈值对河网信息提取具有较大的影响,阈值越小,河网越稠密。当阈值达到8500时,提取的河网密度和面积基本趋于稳定且与实际水系基本符合。3实际地形特征、原始DEM数据可能存在的误差以及其他人为因素等都会对水文提取结果产生影响。     

长江河道地形DEM生成与管理关键技术探讨

长江河道地形数据是水文泥沙监测与分析工作信息化的重要基础。针对多测次、多比例尺、多坐标系统、数据量巨大、现势性强的长江河道地形数据分析和管理困难的问题,提出了"归一起点,分块计算"的DEM生成方法,采用主题式的对象-关系数据库进行DEM的存储和管理,实现了长江河道DEM的可视化及其在水文泥沙专业分析中的应用。简要介绍了可视化的实现过程和应用情况。     

数字河网提取时集水面积阈值的确定

为得到一种切实可行的阈值选取方法,使提取的数字河网有利于后期的水文分析,以古蔺河流域为例,应用ArcGIS水文分析模块,基于30 m分辨率的DEM基本地形数据,采用"阈值—河网密度"的方法做出其关系图,利用"阈值—河源密度"的方法进行检验。结果表明,这种方法是可行的,避免了在阈值选取方面的盲目性,同时也可以应用到其他流域的数字河网提取。     

高原无资料地区河道管理范围划定技术研究

河湖管理范围划定是加强河湖管理的重要基础性工作。该文以拉月曲上游段为例,以数字高程模型(DEM)为数据基础,采用ArcGIS软件对DEM进行地形信息提取,通过水文分析计算推求水面线,对水面线成果进行插值后提取插值栅格与DEM交线,结合人工修正方式最终确定河道管理范围线,为高原无资料地区河道的管理范围划定提供研究思路和技术支撑。     

风沙区数字摄影测量技术应用

文章根据数字摄影测量的基本原理,以数字摄影测量技术在河南省风沙区的应用为实例,研究遥感影像的数字摄影测量技术在风沙区的应用。通过数字摄影测量技术建立研究区域的DEM、DOM,结合人工解译的方法进行专题信息提取,对研究区域的数字地形分析和三维模拟,提出了应用数字摄影测量技术在风沙区特殊地形环境下生成DEM和DOM的方法,并着手解决数字摄影测量在风沙区应用的难题。     

基于DEM和ArcGIS的浐灞流域水文特征提取研究

基于DEM数据,在ArcGIS环境下,提取浐灞流域的坡度、坡向地形特征以及不同集水阈值下的流向、河网密度、河源数等水文信息。结果表明:集水阈值和河网密度、汇流面积之间存在幂函数关系,阈值越大,河网越稀疏;对其二阶求导确定了流域的最佳阈值为8000,避免了以往确定阈值的主观随机性。运用ArcGIS嵌套软件TauDEM提取了最佳阈值的河网,并利用Strahler法对河网进行了分级。提取的河网与浐灞自然水系基本吻合,流域地形水文特征符合流域概况,可直接作为水文模型参数,为浐灞流域的分级管理提供数据支持,该方法提高了建立流域水文模型的效率,成本低且精度高。     

兰沟洼蓄滞洪区分洪口门合理宽度分析

利用MIKE洪水分析软件研究兰沟洼蓄滞洪区分洪口门开启宽度与洪水水位、流量间的相关关系。建立了包括白沟河、南拒马河和兰沟洼蓄滞洪区的水动力学模型,基于现有的研究成果和实测资料,采用最新的地形图和水文成果进行洪水演进分析。在保证大清河水系北支整体洪水调度安全的前提下,分析合理的分洪口门宽度。