GIS-地形特征分析.ppt

本章小结 1、地形特征要素是构建区域地形特征的基本框架，具有重要的意义。 2、基于GIS的DEM地形特征要素提取，可实现准确、高效，但仍亟待改进与提高。 3、基于地形特征要素综合特征的地形分析，具有重要的地学意义。 * * * * 本研究试图将snake模型引入数字地形分析方法中，通过流域边界的不断紧缩，确定正负地形边界。 * * * * * * * * * * * * * * * 流域出口 溯源侵蚀裂点 径流节点 沟壑原点 流域出口 溯源侵蚀裂点 径流节点 沟壑原点 流域出口 溯源侵蚀裂点 径流节点 沟壑原点 2.山脊线、山谷线的提取 山脊线和山谷线构成了地形起伏变化的分界线（骨架线） 山谷线 山脊线 基于图像处理技术的原理的算法 边缘提取 首先提取地形特征点（山脊点、山谷点、鞍点等）； 将特征点连成地形特征线（山脊线、山谷线）。 简单移动窗口的算法 设计一个2×2窗口以对DEM格网阵列进行扫描； 第一次扫描中，将窗口中的具有最低高程值的点进行标记，自始至终未被标记的点即为山脊线上的点； 第二次扫描中，将窗口中的具有最高高程值的点进行标记，自始至终未被标记的点即为山谷线上的点。 基于地形表面几何形态分析原理的算法 找出DEM的纵向与横向的两个断面上的极大、极小值点，作为地形特征线上的备选点； 根据一定的条件或准则将这些备选点划归各自所属的地形特征线。 基于地形表面流水物理模拟分析原理的算法 点上的汇水量，然后按汇水量单调增加的顺序，由高到低找出区域中的每一条汇水线 基于地形表面几何形态分析和流水物理模拟分析相结合的算法 概略DEM的建立 地形流水物理模拟 概略地形特征线提取 地形几何分析 地形特征线精确确定。 平面曲率与坡位条件法 利用DEM数据提取地面的平面曲率，可同时提取得到山脊线和山谷线。 根据已有的正负地形特征，负地形中的为山谷线，正地形中的为山脊线。 DEM 坡向 SOA 给定变率阈值 山脊、山谷线（合并） 正负地形 山谷、山脊线（独立） 常用提取方法 坡面流水模拟法： 根据D8单流向算法，求算坡面的水流路径，即为山谷线。而山脊线可视作为反地形中的径流路径。 坡面流水提取山脊、山谷线 DEM 水流流向 汇流累积 山谷线 给定汇水阈值 坡面流水提取山脊、山谷线 DEM 水流流向 汇流累积 山脊线 给定汇水阈值 反地形DEM 基于地表坡度、坡向变率值提取的山谷、山脊线存在不连续的现象，且相对离散。 基于坡面流水模拟的提取方法，能够获取连通的山谷、山脊线，但没有一个区域范围 3.沟沿线的提取 沟沿线 正地形 负地形 沟沿线的提取，也是对黄土高原正负地形的有效分割！ 基于坡面形态及过程的提取方法 坡面形态 判断 坡度 矩阵 坡向矩阵 DEM 沟沿线点 沟沿线点不连续，存在较多误差！ 基于窗口分析的提取方法 山顶点A 山顶点B 山谷 基于窗口分析的提取方法 山顶点A 山顶点B 山谷 通过多次均值平滑操作后，在正负地形区域内，高程值出现峰降谷升的趋势。而在沟沿线出，高程值变化很小。依据此特性，利用均值平滑操作提取沟沿线。 相减 DEM 均值平滑 提取值大于0 窗口分析 正地形 高程统计图 高程统计图 正地形 沟沿线 栅格转线 沟沿线仍存在破碎、不连续的问题！ Snake 算法提取沟沿线效果图 Snake 模型 Snake 模型通过计算图像特征边缘与图像的高斯模糊函数组成的内、外部能量，来有哪些信誉好的足球投注网站全局能量的最小值从而确定轮廓线的位置。 Snake 算法提取沟沿线效果图 Snake 模型 Snake 模型通过计算图像特征边缘与图像的高斯模糊函数组成的内、外部能量，来有哪些信誉好的足球投注网站全局能量的最小值从而确定轮廓线的位置。 Snake 算法提取沟沿线效果图 Snake 模型 Snake 模型通过计算图像特征边缘与图像的高斯模糊函数组成的内、外部能量，来有哪些信誉好的足球投注网站全局能量的最小值从而确定轮廓线的位置。 Snake 算法提取沟沿线效果图 Snake 模型 Snake 模型通过计算图像特征边缘与图像的高斯模糊函数组成的内、外部能量，来有哪些信誉好的足球投注网站全局能量的最小值从而确定轮廓线的位置。 首先，设置初始snake曲线：利用流域分水线向内缓冲1-2个栅格，作为初始snake曲线。这样，初始曲线就置于坡面汇流方向场之内。 a b 正负地形的提取 设置初始snake曲线之后，每一个snake曲线点根据其对应栅格点的坡面汇流方向蠕移。得到如下结果： 初始位置 正负地形的提取 5次迭代结果 SNAKE模型-迭代运算 正负地形的提取 13次迭代结果 SNAKE模型-迭代运算 正负地形的提取 27次迭代结果 SNAKE模型-迭代运算 正负地形的提取 36次迭代结果 SNAKE模型-迭代运算 正负地形的提取 最终迭代结果表