本文關(guān)鍵詞：基于DEM分析的山體對(duì)象構(gòu)建，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地形的表達(dá)是一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域,目前常用的地形模型主要有：規(guī)則格網(wǎng)模型(Grid)、不規(guī)則三角網(wǎng)模型(TIN)、等高線模型(Contour)等。以上幾種模型都是基于場(chǎng)的觀點(diǎn)建模,模型中并不具有地形對(duì)象,只有單個(gè)的像元、等高線、三角面片。從對(duì)地形的理解角度上,地形中存在地形對(duì)象。但是對(duì)于如何在地形中構(gòu)建出對(duì)象,以及對(duì)地形對(duì)象構(gòu)建的評(píng)價(jià)方法,還處于相對(duì)比較薄弱的階段。山地地形是重要的地形之一,并且具有層次性,本研究嘗試基于DEM分析構(gòu)建山體對(duì)象。 構(gòu)建山體對(duì)象的基礎(chǔ)是確定山體邊界線和山地地形的特征線。山體邊界線采用反地形流域盆提取。山地地形特征線主要有：山脊線和山谷線。提取地形特征線的方法基于不同的地形數(shù)據(jù)格式又分為多種。本文以格網(wǎng)DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用地表徑流模型提取山谷線,采用子流域邊界提取山脊線。在山谷線和山脊線提取基礎(chǔ)上,本文分別提出針對(duì)山谷線和山脊線的分級(jí)方法。山谷線的分級(jí)以匯流累積量為依據(jù),通過(guò)地表徑流模型提取的山谷線具有方向,將之與匯流累積量數(shù)據(jù)疊置,獲取匯流量數(shù)據(jù)。山脊線的分級(jí)是以脊線二叉樹(shù)的深度為依據(jù)。通過(guò)子流域邊界獲取的山脊線沒(méi)有方向,也不能以匯流量為指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)。但是,它本身是樹(shù)狀結(jié)構(gòu),具有層次性。本文將脊線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成為二叉樹(shù),以求取二叉樹(shù)深度的方式,獲取脊線網(wǎng)絡(luò)的主干,并對(duì)它進(jìn)行分級(jí)。分級(jí)后的骨架網(wǎng)絡(luò)線之間具有較好的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系,但是并不能直接選取作為每一層的骨架網(wǎng)絡(luò)。因此,本文采用K-Means算法,以骨架線段的等級(jí)和長(zhǎng)度作為指標(biāo)進(jìn)行空間聚類,選取聚類后最優(yōu)秀的一組數(shù)據(jù)作為每一層山體對(duì)象的骨架網(wǎng)絡(luò)。 本研究以SRTM90DEM的山地地形為數(shù)據(jù)源,在ArcGIS Desktop軟件上完成對(duì)山體邊界線、山谷線、山脊線的提取。并在ArcGIS Engine10和Visual Studio2010平臺(tái)采用C#語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)山谷線分級(jí)、山脊線分級(jí)以及山體骨架線的選取和搭接。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出針對(duì)谷線和脊線的分級(jí)算法能夠得到比較理想的層次劃分結(jié)果。采用K-Means聚類算法獲取最每層的骨架線后與山體邊界線搭接,能夠基本劃分出每層山體對(duì)象。整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明本文的這一套方法,針對(duì)山體的劃分和構(gòu)建對(duì)象基本可行。
【關(guān)鍵詞】：DEM分析 山體對(duì)象 山脊線分級(jí) 山谷線分級(jí)
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P208;P283.7
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 選題背景與研究意義10-11
• 1.1.1 選題背景10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 地形對(duì)象研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 地形劃分研究現(xiàn)狀12
• 1.2.3 特征線提取與分級(jí)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與文章組織結(jié)構(gòu)13-14
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容13
• 1.3.2 本文組織結(jié)構(gòu)13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 第2章 理論方法與基礎(chǔ)15-23
• 2.1 DEM分析基礎(chǔ)15-16
• 2.1.1 DEM的認(rèn)知15
• 2.1.2 DEM數(shù)據(jù)獲取與模型構(gòu)建方法15-16
• 2.1.3 基于格網(wǎng)DEM的分析基礎(chǔ)16
• 2.2 山地地形形態(tài)的數(shù)學(xué)定義16-17
• 2.2.1 地形特征線的定義16-17
• 2.2.2 地形特征點(diǎn)的定義17
• 2.3 地形特征線的提取方法17-19
• 2.3.1 流向算法17
• 2.3.2 流域分割算法17-18
• 2.3.3 匯流累積量計(jì)算方法18-19
• 2.4 基于圖論的特征線表達(dá)基礎(chǔ)19-21
• 2.4.1 圖論的基本概念19-20
• 2.4.2 山谷線的有向表達(dá)20-21
• 2.4.3 山脊線的無(wú)向表達(dá)21
• 2.5 山體對(duì)象構(gòu)建整體思路21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第3章 山體地形要素的提取與分級(jí)方法23-36
• 3.1 山地與平原的劃分23-24
• 3.2 山谷線的提取與分級(jí)24-30
• 3.2.1 山谷線的提取24-25
• 3.2.2 溝谷網(wǎng)絡(luò)的分級(jí)25-30
• 3.3 山脊線的提取與分級(jí)30-35
• 3.3.1 山脊線的提取30-31
• 3.3.2 脊線網(wǎng)絡(luò)的分級(jí)31-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第4章 嵌套山體的提取方法36-44
• 4.1 山體邊界線的提取36-37
• 4.2 層次骨架線的選取策略37-39
• 4.2.1 基于空間聚類骨架線選取37-38
• 4.2.2 類簇?cái)?shù)的確定38-39
• 4.3 具有層次性的山體對(duì)象構(gòu)建基礎(chǔ)39-43
• 4.3.1 山體幾何對(duì)象之間的空間關(guān)系40
• 4.3.2 點(diǎn)到山體幾何對(duì)象之間的距離40-42
• 4.3.3 骨架線的搭接42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 實(shí)驗(yàn)與分析44-56
• 5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介44
• 5.2 山體特征線提取與分級(jí)結(jié)果44-49
• 5.2.1 基于地表徑流模型谷線提取結(jié)果44-46
• 5.2.2 山谷線分級(jí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果46-47
• 5.2.3 基于子流域邊界的山脊線提取結(jié)果47-48
• 5.2.4 山脊線分級(jí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-49
• 5.3 山體對(duì)象構(gòu)建結(jié)果與分析49-55
• 5.3.1 山體單元提取結(jié)果49
• 5.3.2 嵌套山體構(gòu)建結(jié)果49-52
• 5.3.3 山體對(duì)象構(gòu)建方法分析52-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論與展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：303810