本文關鍵詞：基于DEM分析的山體對象構建，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地形的表達是一個非常重要的研究領域,目前常用的地形模型主要有：規(guī)則格網模型(Grid)、不規(guī)則三角網模型(TIN)、等高線模型(Contour)等。以上幾種模型都是基于場的觀點建模,模型中并不具有地形對象,只有單個的像元、等高線、三角面片。從對地形的理解角度上,地形中存在地形對象。但是對于如何在地形中構建出對象,以及對地形對象構建的評價方法,還處于相對比較薄弱的階段。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分析構建山體對象。 構建山體對象的基礎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DEM數(shù)據(jù)為基礎,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上,本文分別提出針對山谷線和山脊線的分級方法。山谷線的分級以匯流累積量為依據(jù),通過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)。山脊線的分級是以脊線二叉樹的深度為依據(jù)。通過子流域邊界獲取的山脊線沒有方向,也不能以匯流量為指標進行分級。但是,它本身是樹狀結構,具有層次性。本文將脊線網絡轉換成為二叉樹,以求取二叉樹深度的方式,獲取脊線網絡的主干,并對它進行分級。分級后的骨架網絡線之間具有較好的層次結構關系,但是并不能直接選取作為每一層的骨架網絡。因此,本文采用K-Means算法,以骨架線段的等級和長度作為指標進行空間聚類,選取聚類后最優(yōu)秀的一組數(shù)據(jù)作為每一層山體對象的骨架網絡。 本研究以SRTM90DEM的山地地形為數(shù)據(jù)源,在ArcGIS Desktop軟件上完成對山體邊界線、山谷線、山脊線的提取。并在ArcGIS Engine10和Visual Studio2010平臺采用C#語言編程實現(xiàn)山谷線分級、山脊線分級以及山體骨架線的選取和搭接。實驗結果表明,本文提出針對谷線和脊線的分級算法能夠得到比較理想的層次劃分結果。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象。整個實驗結果說明本文的這一套方法,針對山體的劃分和構建對象基本可行。
【關鍵詞】：DEM分析 山體對象 山脊線分級 山谷線分級
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：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 國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 地形對象研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 地形劃分研究現(xiàn)狀12
• 1.2.3 特征線提取與分級的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究內容與文章組織結構13-14
• 1.3.1 研究內容13
• 1.3.2 本文組織結構13-14
• 1.4 本章小結14-15
• 第2章 理論方法與基礎15-23
• 2.1 DEM分析基礎15-16
• 2.1.1 DEM的認知15
• 2.1.2 DEM數(shù)據(jù)獲取與模型構建方法15-16
• 2.1.3 基于格網DEM的分析基礎16
• 2.2 山地地形形態(tài)的數(shù)學定義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 匯流累積量計算方法18-19
• 2.4 基于圖論的特征線表達基礎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20-21
• 2.4.3 山脊線的無向表達21
• 2.5 山體對象構建整體思路21-22
• 2.6 本章小結22-23
• 第3章 山體地形要素的提取與分級方法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24-30
• 3.2.1 山谷線的提取24-25
• 3.2.2 溝谷網絡的分級25-30
• 3.3 山脊線的提取與分級30-35
• 3.3.1 山脊線的提取30-31
• 3.3.2 脊線網絡的分級31-35
• 3.4 本章小結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 類簇數(shù)的確定38-39
• 4.3 具有層次性的山體對象構建基礎39-43
• 4.3.1 山體幾何對象之間的空間關系40
• 4.3.2 點到山體幾何對象之間的距離40-42
• 4.3.3 骨架線的搭接42-43
• 4.4 本章小結43-44
• 第5章 實驗與分析44-56
• 5.1 實驗數(shù)據(jù)簡介44
• 5.2 山體特征線提取與分級結果44-49
• 5.2.1 基于地表徑流模型谷線提取結果44-46
• 5.2.2 山谷線分級實驗結果46-47
• 5.2.3 基于子流域邊界的山脊線提取結果47-48
• 5.2.4 山脊線分級實驗結果48-49
• 5.3 山體對象構建結果與分析49-55
• 5.3.1 山體單元提取結果49
• 5.3.2 嵌套山體構建結果49-52
• 5.3.3 山體對象構建方法分析52-55
• 5.4 本章小結55-56
• 結論與展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻58-61

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于DEM分析的山體對象構建，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：303810