基于无人机倾斜摄影测量的山丘区表面高程数据评价

以太湖源头区和睦桥小流域为研究对象,通过无人机倾斜摄影测量技术,构建数字高程模型(DEM)及正射影像图,分别生成0. 08、1、5、10 m等4种分辨率的DEM。与实测高程点对比可知,1 m分辨率的DEM能够较好地反映实际地形的信息。将无人机测量获取的DEM与SRTM、ASTER GDEM数据对比发现,SRTM、ASTER GDEM等地形数据受自身空间分辨率的限制,对地形有明显的坦化作用且存在异常值。研究表明,无人机获取的小尺度地形数据优于SRTM、ASTER GDEM等开源数据,可用于小流域表层关键带地形勘测。     

基于DEM的乌梁素海东部流域河网信息提取

以乌梁素海东部流域为研究区,基于免费获取的3〃的Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)数字高程模型(DEM),利用HEC-GeoHMS模块,确定流域不同汇流累积量阈值的河网密度,通过二者关系曲线,得出东部流域最适汇流累积量阈值为15 km2.实现流域水系提取和子流域划分,继而将其与...     

基于DEM的流域流水网对比分析

在广东西江中下游区间流域和长江三峡区间流域上 ,运用ARC/INFO和RiverTools ,由数字高程模型 (DEM )分别导出了不同空间比例尺下的流域流水网 .对比分析结果表明 :地形起伏大的流域上流水网的可靠性高 ;不同方法推导出的流水网存在一定的差异 ,尤其在地形起伏较小的流域上 ;由流水网计算的流域平均汇流路径长度和坡度等地形特征值随DEM网格的大小而变 ,故只能作为描述地形的相对指标 .上述指标可应用于流域水文模拟中 ,但应用时需考虑地形的起伏程度和DEM网格的大小 .     

基于DEM的数字河网提取方法及应用研究

基于数字高程模型（DEM）提取水文和地形参数是水文模型与GIS应用集成的基础。运用生成河网所使用的洼地填平方法、高程增加法、D8算法,结合流域高程模型自动提取河网水系集水面积的方法,选取多个阈值进行分析比较,完成了岷江、沱江流域的数字河网提取应用研究。研究结果表明,该套方法提取的河网与实际河流接近,自动化提取程度较高,在分析流域的河网水系结构特征时具有一定的应用价值,提取结果也可以作为三维GIS应用中数字河网建模参考。     

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 的青海省西宁市地区河网流域特征自动提取

为获得青海省西宁市地区的河网特征,应用 ArcGIS10软件中的水文分析工具,基于美国联邦地质调查局（USGS）的 SRTM3 DEM 数字高程模型数据提取了研究区域水流流向、汇流累计量及河网水系等流域特征信息,进行了河网分级及子流域划分,并将提取结果与研究区遥感影像图进行对比。结果表明：基于 DEM 数据提取河网流域特征与实际自然水系的特征较为吻合,可作为一种流域水文分析的优良方法。研究结果可以为流域规划及流域综合治理提供参考。     

基于DEM数据提取水文流域参数分析

目前,公众可以免费获得全球陆地接近80%区域、精度达到90 m的DEM数据,利用DEM数据可以提取许多重要的水文参数,实际应用中,SRTM DEM数据精度高,形象直观,现实性好,适用于水文科学中,因此充分发挥SRTM DEM数据的作用对水文学研究具有重要意义。     

基于新模型的湄公河河口地区地形受海平面上升影响研究

<正>河口地区地形变化起伏度较低,是最容易受到海平面上升影响的区域。对河口地区海平面上升研究依赖于高程数据的准确性和垂直基准面与该地区海平面的吻合程度。然而,很多河口地区测站稀少、数据缺乏,研究人员和政策制定者不得不采用从卫星平台获取的低分辨率全球高程数据。新的越南湄公河河口高精度高程模型计算表明全球高程数据精度不够,而且忽略了与当地潮位基准的转换。新模型表明,湄公河河口平均高程低至海平面以上0.8m,远远低于之     

基于栅格数字高程模型DEM的河网提取及实现

从数字高程模型(DigitalElevationModels)DEM直接提取河网及相关流域信息,是分布式水文模型开发与应用的基础。本文基于D8(eightflowdirectionmatrix)处理方法,开发出一套DEM凹陷区域识别与处理、河网自动生成与流域划分软件。在新疆天山,应用本软件在100m×100m精度的DEM数据上生成的河网与全国1 25万的数字河流对比验证,吻合较好。此外,在美国联邦地质调查局(USGS)的HYDRO1k全球1km精度的DEM数据源基础上,所提取生成的长江流域河网,与1 100万的数字长江主要河道对比,差别不大。结果表明,所开发软件能够很好地自动生成流域水系,可为进一步开发分布式水文模型提供技术基础。     

DDRM模型在渠江流域的应用研究

为了进一步探究分布式水文模型(DDRM)的适用性,基于渠江流域的数字高程模型(DEM),提取了研究区域的边界、河网水系,计算了研究区域的地形指数;然后采用基于DEM的DDRM模型进行流域降雨-径流过程模拟,并用确定性系数、洪峰相对误差、峰现时间误差等对DDRM模型的模拟精度进行了评价;同时,对比分析了不同DEM栅格分辨率(1 km和2 km)对模型模拟精度的影响。结果表明:基于上述2种分辨率的DDRM模型在渠江流域降雨-径流模拟中均取得了较好的模拟效果,其中基于1 km栅格的DDRM模拟精度略优于2 km栅格。DDRM模型结构简单,参数较少、物理过程明确,而且能够模拟流域土壤含水量和径流量的空间分布,可为缺资料地区水文模拟提供一种新的方法。     

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 。     

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.     

Evaluating performance dependency of a geomorphologic instantaneous unit hydrograph-based hydrological model on DEM resolution

The digital elevation model (DEM) is a type of model that has been widely used in terrain analysis and hydrological modeling. DEM resolution influences the hydrological and geomorphologic features of delineated catchments and consequently affects hydrological simulations. This study investigated the impacts of DEM resolution on the performance of the XAJ-GIUH hydrological model, a model coupling the widely used Xinanjiang (XAJ) hydrological model with the geomorphologic instantaneous unit hydrograph (GIUH), in flood simulations in small and medium-sized catchments. To test the model performance, the model parameters were calibrated at a fine DEM resolution (30 m) and then directly transferred to the simulation runs using coarser DEMs. Afterwards, model recalibration was conducted at coarser DEM resolutions. In the simulation runs with the model parameters calibrated at the 30-m resolution, the DEM resolution slightly affected the overall shape of the simulated flood hydrographs but presented a greater impact on the simulated peak discharges in the two study catchments. The XAJ-GIUH model consistently underestimated the peak discharges when the DEM resolution became coarser. The qualified ratio of peak simulations decreased by 35% when the DEM resolution changed from 30 m to 600 m. However, model recalibration produced comparable model performances when DEMs with different resolutions were used. This study showed that the impact of DEM resolution on model performance can be mitigated by model recalibration to some extent, if the DEM resolution is not too coarse.     

DEM网格尺度对水文模拟影响的研究

选择汉江上游旬河流域为研究对象．研究了DEM网格尺度对提取流域地形特征参数的影响．采用基于地形指数的TOPMODEL模型进行水文模拟,进而分析DEM网格尺度和不同流向分配方法对径流模拟结果的影响。结果表明,DEM网格尺度对流域地形特征参数的影响还比较大,但由于模型参数率定采用了优选算法,掩盖了不同DEM网格尺度和不同流向分配方法计算的地形指数的差别．使得模拟的结果相差不大。但随着网格尺度的增大．多向分配法模拟的结果要比单向分配法好一些。     

Effect of DEM Resolution,Source, Resampling Technique and Area Threshold on SWAT Outputs

Application of an inappropriate Digital Elevation Model (DEM) might lead to uncertainty in modelling of the hydrological cycle. The novelty of this work is the development of a comprehensive framework to evaluate the effect of DEM resolution (12 to 500 m), source (TanDEM-X, SRTM, AW3D30 and ASTER GDEM2), resampling technique (nearest neighbour, bilinear interpolation, cubic convolution and majority) and area threshold (1000 to 50,000 ha) on Soil and Water Assessment Tool (SWAT) outputs based on five criteria: (1) river network extraction, (2) streamflow simulation, (3) topography, slope and basin characteristics, (4) hydrological and (5) water quality simulations. Kelantan River Basin, a tropical basin in Peninsular Malaysia was selected as study area. The major findings are summarized as follows: (1) TanDEM-X had better river network extraction capability than ASTER GDEM2, (2) better monthly streamflow simulations were obtained between 20 m and 60 m DEM resolutions, with the smallest area threshold (1000 ha), (3) TanDEM-X and SRTM DEMs outperformed ASTER GDEM2 on monthly streamflow simulation, (4) DEM resolution, source and resampling technique were insensitive to most of the hydrological components, except the lateral flow, (5) area threshold was sensitive to SWAT-simulated surface runoff, soil water content and evapotranspiration, (6) DEM scenarios had a larger impact on sediment yield simulations compared to the total nitrogen and total phosphorus simulations. We recommend a preliminary assessment of DEM uncertainties on SWAT outputs to obtain more reliable modelling outputs.     

Impacts of Accuracy and Resolution of Conventional and LiDAR Based DEMs on Parameters Used in Hydrologic Modeling

Digital elevation model (DEM) is often used for hydrologic modeling, land use planning, engineering design and environmental protection. Research is required to assess the need of updating existing conventional DEM using higher resolution and more accurate DEMs, including light detection and ranging (LiDAR) DEM. The objective of this study was to evaluate effects of DEM accuracy and resolution on hydrologic parameters and modeling in an agriculture-dominated watershed. DEMs compared included 1 m and 10 m LiDAR based DEMs, and a conventional 10 m DEM obtained with aerial photogrammetry method. Hydrologic parameters assessed included elevation, sub-basin area and boundaries, drainage networks, slope and slope length. DEM derived hydrological parameters were used to estimate soil loss in Black Brook Watershed, New Brunswick using Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). Results indicated that DEM resolution had substantial influence on the sub-basins boundaries, sub-basin area, and distribution of water flow lines. Field investigation confirmed that most of the water flow lines derived from 1 m LiDAR based DEM were accurate and a number of flow diversion terraces (FDT) failures had been identified with help of LiDAR 1 m DEM. Both conventional and LiDAR based 10 m DEM could not identify the impacts of soil conservation structures such as diversion terraces. The RUSLE predicted soil loss using 1 m LiDAR based DEM was considered to be better because both conventional and LiDAR based 10 m DEMs could not reflect the impact of FDTs on reducing soil loss.     

基于Arc Hydro Tools的广西小流域划分研究

为实现广西地区小流域的科学管理,加快水土保持信息化建设,以25 m分辨率DEM为基础,根据广西地形地貌特点,结合行政区划、水系分布等,对广西地区进行了小流域划分研究。为此,采用Arc Hydro Tools水文数据模型建立小流域自动划分模型进行初步划分,并针对平原区、海岸带等自动划分效果不理想的区域,利用人工处理方式对该区域进行修正。经过拓扑检查、属性编码和质量控制后,最终完成对全广西共计9 631条小流域边界的提取。结果表明:所提取小流域面积大多集中在10~50 km~2之间,无小于3 km~2和大于100 km~2的小流域,符合标准规范;自动化处理模型可对小流域进行快速划分,处理面积达到82.88%;有针对性的人工处理可提高划分精度,使得结果更为理想。研究成果对小流域信息化建设、水文模拟具有重要参考价值。