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资源与环境信息系统国家重点实验室开放基金(2010KF0002SA): 作品数：9 被引量：99H指数：6; 相关作者：汤国安赵明伟田剑宋效东谢轶群更多>>; 相关机构：南京师范大学合肥工业大学中国科学院更多>>; 发文基金：资源与环境信息系统国家重点实验室开放基金国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>; 相关领域：天文地球自动化与计算机技术农业科学更多>>

DEM提取坡向变率中的误差特征与消除方法: 坡向变率是反映地形在水平方向上变化特征的重要指标,在DEM数字地形分析中具有重要的作用。目前,基于DEM的坡向变率提取方法,主要是在考虑坡向值的周期变化规律的基础上,运用正反DEM结合提取以消除北坡误差。通过进一步研究发...; 谢轶群汤国安江岭; 关键词：DEM 六分法; 文献传递

基于DEM的5节点二阶差分坡度算法模型与实验分析被引量：8: 2012年; 坡度作为最基本的地形因子,是构建地学分析模型的基础数据,基于格网DEM的坡度计算模型的精度分析一直是地学分析的重要研究内容。本文通过分析计算坡度的差分模型误差来源及特征,提出了一种新的模型——5节点二阶差分模型。其基本思想是顾及多距离邻近点高程信息,采用5×5分析窗口,建立单倍格网和两倍格网的差分计算线性组合模型。并通过数学分析的理论推导证明该模型可以显著提高计算精度。实验选取典型数学曲面并对其采用不同的分辨率(1m和5m)进行离散化精度验证。计算结果表明,与现有的差分模型相比,5节点二阶差分模型可以显著提高坡度的精度,对应于两种分辨率的DEM,该模型计算坡度的精度可以分别提高7×104倍、3×103倍以上,表明该模型对于高分辨率DEM数据更为适用。本研究不仅丰富了数字地形分析的方法体系,为相关地学模型分析提供更精确的坡度数据,而且为将来改进地形曲率因子等计算模型提供了一定的参考和借鉴。; 赵明伟汤国安张磊田剑宋效东; 关键词：DEM 坡度

AMMI模型的DEM内插方法不确定性研究被引量：7: 2012年; 内插模型的精度评价问题一直是DEM内插研究中的热点问题。以往较多的研究关注插值模型本身的精度评价,却忽略了插值模型与应用环境之间的交互作用,例如,普通克里金方法作DEM内插一般精度较差,但是当插值区域平坦时,该方法的插值精度却很高,这表明该方法对平坦地形的插值问题具有较好的适应性。为了分析不同插值模型在不同地形环境下的适用性,本文选取陕北黄土高原地区不同地貌类型的实验样区,应用AMMI模型对不同内插模型的精度,以及对不同地貌类型的适用性进行评价,该模型最大的特点是很好地结合了方差分析与回归分析的特点,特别适合于不同影响因素之间交互作用的分析。实验结果表明,AMMI模型可以有效地分析内插方法与地貌环境对内插精度的交互作用,不同的内插方法对不同的地貌类型区的适用性存在差异。以本文的研究为例,在陕北黄土高原地区最稳定的DEM内插方法是样条函数法,而反距离加权法与Top to Raster方法精度会更高。最后,通过对环境指数与若干地形因子的相关性分析,表明地貌类型区的坡度可以粗略地代表第一环境指数。; 赵明伟汤国安田剑; 关键词：AMMI模型 DEM内插不确定性

基于DEM的黄土高原(重点流失区)地貌演化的继承性研究被引量：24: 2014年; 黄土堆积过程如何继承下伏古地形,即黄土地貌演化的继承性研究,是反映黄土高原200余万年来发育、演化的关键环节,也是黄土沉积地貌的研究热点.本文以地质图、DEM、遥感影像及实测数据为依据,运用GIS空间分析方法,得出黄土高原(重点流失区)第四纪黄土堆积以前原始地形面的数字高程模型.通过地形剖面图、面积高程积分、地形剖面比降及地形剖面凸凹度等方法与指标,分析现今地形与古地形的空间关系.实验结果显示:两种地形的高程、比降、凸凹度呈现明显的线性正相关关系,特别在黄土沉积较为完善的区域表现为相当完好的继承关系.尽管现今黄土高原部分地区受流水侵蚀,地表形态较为破碎,但仍然可以反映出,黄土堆积过程的总体趋势是缓和了原始地貌的地形起伏程度.该结果深化了对黄土地貌发育演化继承性的认识.; 熊礼阳汤国安袁宝印陆中臣李发源张磊; 关键词：黄土地貌继承性古地形 DEM

分布式并行地形分析中数据划分机制研究被引量：5: 2013年; 数据粒度是海量空间数据并行计算的重要问题之一。通过对不同性质的并行算法的对比分析,提出空间数据粒度模型,量化地反映并行地形分析中数据划分的规模,建立并行数据粒度评价模型。通过研究集群环境下不同算法的数据并行数据粒度问题,提出基于并行数据粒度评价模型的优化数据粒度调度算法。通过计算每一次并行计算的时间与数据粒度效率,从而实现对计算数据粒度动态更新以追求更高的加速比。经过实验验证,该算法较之传统算法,可提供更高的任务执行效率并具有更好的可移植性。; 宋效东窦万峰汤国安江岭赵菁赵明伟; 关键词：并行计算数字地形分析数据划分数据粒度

基于DEM的沟谷特征点提取与分析被引量：23: 2013年; 沟谷特征点是反映沟谷地貌空间形态分布的重要点位,也是研究沟谷地貌演化过程与机理的关键要素。因此,对不同沟谷特征点的有效提取,是沟谷形态研究的重要基础。本文采用DEM及其在水文分析中的多种衍生数据,通过流向追踪、邻域特征判断等一系列方法,实现对径流节点、径流源点、汇流源点、潜在裂点与流域出口点的快速、准确提取。同时,对沟谷特征点进行有效分级,本文基于Strahler河流分级法建立了相应的分类标准,对沟谷特征点进行了自动分类。通过使用陕西省宜君典型样区5m分辨率的DEM数据进行实验,发现新算法计算效率高,结果准确,对潜在裂点也进行了有效探测,验证了算法的有效性。最后,对特征点提取的数据影响进行了详细分析。; 谢轶群朱红春汤国安曾瑞安; 关键词：DEM 数字地形分析

基于BP神经网络的陕北黄土高原侵蚀产沙影响因子显著性研究被引量：13: 2012年; 黄土高原地区的侵蚀产沙与影响因子的关系特征一直是研究热点。以陕北黄土高原23个小流域为实验样区,采用BP神经网络方法,将6个影响侵蚀产沙的因子作为输入变量,侵蚀产沙模数作为输出变量,通过输入变量与隐含层之间、隐含层与输出变量之间的权重矩阵关系,构建关系模型。实验结果显示,该方法可以有效地区分不同因子对侵蚀输沙模数影响的显著性;6个因子对侵蚀产沙影响的显著性由高到低依次为:岩土抗蚀性>蚕食度>沟谷密度>年均降雨量>NDVI指数>粉砂黏土含量。最后,随机选择3个小流域作为检验样本,采用BP神经网络进行预测,验证了该模型的有效性。该研究可望完善小流域侵蚀产沙分析方法。; 赵明伟汤国安李发源袁宝印陆中臣; 关键词：黄土高原 BP神经网络侵蚀产沙

基于DEM的黄土坡面流水侵蚀潜能因子初步研究被引量：4: 2012年; 坡面径流对地表的侵蚀,本质上是由于流水重力势能累积作用的结果。从坡面流水的能量累积角度,提出了一种反映原始坡面侵蚀动力的流水侵蚀潜能因子的基本概念及其计算原理;设计了基于高精度数字高程模型(DEM)的流水侵蚀潜能因子的计算方法,完成了多期模拟小流域的流水侵蚀潜能因子的计算,并基于该因子获取了相应的侵蚀动力点结果;分析了侵蚀动力点的空间分布特征,并以此为依据,初步讨论了地形的演化规律。结果表明,运用坡面流水侵蚀潜能因子进行坡面侵蚀强度及其演化规律的研究,具有重要的理论意义和实际的应用价值。; 刘仁杰朱红春汤国安谢轶群曾瑞安; 关键词：坡面侵蚀数字高程模型流域地貌

DEM提取坡向变率中的误差特征与消除方法: 2012年; 坡向变率是反映地形在水平方向上变化特征的重要指标,在DEM数字地形分析中具有重要的作用。目前,基于DEM的坡向变率提取方法,主要是在考虑坡向值的周期变化规律的基础上,运用正反DEM结合提取以消除北坡误差。通过进一步研究发现:该方法对误差产生原因的分析不够准确,且由于没有考虑到变率提取算法的影响,包括算法公式中各差值在修正过程中的正负性与正误性关系,提取结果仍存在大量误差。本文在深入分析基于DEM的变率提取算法和误差特征的基础上,通过拆分三阶差分算法和建立误差修正标准,提出一种新的误差消除方法——六分法,避免了提取过程中因提取算法而造成的错误;开发实现了基于ArcGIS试验平台的算法模型,并基于5 m分辨率的DEM试验数据,得到了更为准确的坡向变率提取结果。经过对比分析,六分法成功修正了传统基于正反DEM方法结果中存在的错误,并且在坡向变率较高的区域改进效果尤为明显,其中,在坡向变率值大于80的区域修正了约12.8%的提取误差,且在区域内所修正的误差绝对值均值达到5.6以上,验证了该算法的有效性与必要性。; 谢轶群汤国安江岭; 关键词：DEM 六分法

DEM与地形分析的并行计算被引量：21: 2012年; 总结了数字高程模型构建、特征提取等并行算法的研究进展,概述了不同并行算法的主要内容;探讨了DTA并行技术在海量地形数据可视化和高性能地学计算的应用,随着DEM的需求日益增大,高精度、高分辨率DEM产品及其附加服务也逐步产品化。最后,通过分析并行计算发展的关键问题,提出DTA并行技术的研究趋势及研究意义,合适的数据划分和结果融合策略、通用并行算法、容错机制和负载均衡策略的设计是今后研究的重要内容,尤其是如何在多种计算模式共同发展的背景下利用并行计算解决地学难题,从而得到更接近现实世界地理环境的模拟,并扩大数字地形分析的应用范围。; 宋效东刘学军汤国安王永君田剑窦万峰; 关键词：数字高程模型数字地形分析并行计算

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