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基于DEM的水文信息提取与应用研究

作　者: 徐亚菲
导　师: 李向新
学　校: 昆明理工大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 数字高程模型地理信息系统水文分析河网
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

水文信息提取是分布式水文模型参数化的重要内容,也是传统地貌学基于数字高程模型进行定量化研究的重要方向,同时由于地形控制着近地表物质和能量的空间分布与重新分配,遗迹大地影响到与之相关的生态、水文及大气等过程。因此,河网等水文信息的研究具有重要的理论和实践意义。本研究以某流域为例,采用1：50000地形图为基础资料,详细分析了基于栅格DEM自动提取河网等水文信息的二个重要方面：1.特定区域及比例尺地形图转化为栅格DEM时栅格尺寸的选择；2.基于栅格DEM提取河网时累积流阈值的选择。在此基础上,以研究区域为例,加入权重栅格数据计算出该区域的汇流累积量。本文首先阐述了基于数字地形图插值生成栅格DEM的方法,并分析了数字化地形图经重采样生成栅格DEM时栅格尺寸的选择问题。基于地貌学原理,以读取基础数据所有信息和有效表达地貌特征为目标,运用信息含量分析方法分析了不同栅格尺寸DEM与提取坡度均方根之间的关系,客观地确定地形图插值生成DEM的合适栅格尺寸。然后在生成的栅格DEM上随机选取检测点,计算中误差进行精度评定,并用栅格DEM提取同一等高距的等高线图与原等高线图作比较。接着介绍了基于栅格DEM提取水文信的算法和用ArcGIS提取的步骤,并用累积流阈值与河网密度关系曲线趋于平缓时所对应的点作为合理的阈值提取河网。该方法克服了仅仅为得到最好图形效果而不考虑地貌过程转化,通常取累积流平均值的经验判断结果,提取了适合本区域特定比例尺地形图数据的河网系统。最后以降水量栅格数据作为权重栅格计算研究区域的汇流累积量。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-14
  1.1 研究的目的和意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10
  1.3 研究区域及内容概述  10-14
    1.3.1. 研究流域的概况  10-11
    1.3.2. 研究内容概述  11
    1.3.3. 研究的技术路线  11-13
    1.3.4. 基础数据准备  13-14
第二章 DEM的建立  14-23
  2.1 数字高程模型概述  14-18
    2.1.1 DEM的应用领域  15-16
    2.1.2 DEM的分类  16-17
    2.1.3 不同数据结构DEM的比较  17-18
  2.2 DEM的建立方法和流程  18-23
    2.2.1 DEM建立流程  19-20
    2.2.2 DEM建立  20-23
第三章 DEM栅格尺寸的选择及精度评价  23-34
  3.1 坡度因子  23-26
    3.1.1 地面坡度  23-25
    3.1.2 坡度提取  25-26
  3.2 DEM栅格尺寸的选择  26-28
    3.2.1 基于信息含量分析选择栅格尺寸的方法  27
    3.2.2 栅格尺寸的选择  27-28
  3.3 DEM精度评价  28-34
    3.3.1 等高线套合分析  29
    3.3.2 检测点法  29-34
第四章基于DEM提取水文信息  34-55
  4.1 提取算法研究现状  34-36
    4.1.1 形态学方法  35-36
    4.1.2 水文模拟方法  36
  4.3 提取水文信息  36-55
    4.3.1 DEM预处理  37-39
    4.3.2 水流方向的确定  39-44
    4.3.3 提取流域水系  44-55
第五章应用  55-59
  5.1 降水量数据  55-59
    5.1.1 生成降水量栅格  56-57
    5.1.2 汇流累积量计算  57-59
第六章结论与展望  59-62
  6.1 全文总结  59-60
  6.2 展望  60-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
附录  66

基于DEM的水文信息提取与应用研究

内容摘要

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