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基于启发式信息的多源遥感数据数字水系网提取算法研究

作　者: 侯鲲
导　师: 孙吉贵
学　校: 吉林大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 地理信息系统多源遥感数据数字高程模型数字水系网启发式信息 LandSat-7 ETM+ 洼地平地水流方向
分类号: TP751
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

数字水系网提取是数字地形分析的重要研究领域,也是通用GIS软件的重要功能模块和研究内容之一,在沉积物分析、土壤侵蚀分析、环境分析和水利工程规划等领域也都有重要应用。本文围绕数字水系网提取方法中所存在的问题进行了较深入的研究和探讨。针对图形方式的地貌结构线和水系网络等表示形式结果的评价和验证没有标准和统一的方法,提出了一种基于缓冲区分析的数字水系网绘制评价方法,对结果进行全局的、客观的和定量的评价;针对洼地和平地问题,将洼地和平地的处理问题形式化成一个路径搜索问题,并提出了基于启发式搜索技术的平地和洼地处理算法,简化了处理过程,最大程度地保持原有的地貌特征;针对多源遥感数据,提出了将基于多源数据的数字水系网提取算法统一在启发式搜索框架形式之下。多源遥感数据数字水系网提取是一个非常重要且充满挑战的研究领域,本文的工作对该领域的研究起到一定的促进作用,具有一定理论意义和实用价值。

全文目录

提要  4-5
摘要  5-8
Abstract  8-14
第1章绪论  14-30
  1.1 研究背景  14-21
    1.1.1 地理信息科学概述  14-15
    1.1.2 地理信息科学主要研究领域  15-19
    1.1.3 地理信息科学典型应用领域  19-21
  1.2 基于GIS 的空间分析与数字地形分析  21-26
    1.2.1 基于GIS 的空间分析  21-22
    1.2.2 数字地形分析  22-26
  1.3 本文主要工作  26-30
    1.3.1 本文研究内容和贡献  26-27
    1.3.2 章节安排  27-30
第2章基于DEM 数据的数字流域分析  30-42
  2.1 数字高程模型  30-34
    2.1.1 定义  31
    2.1.2 数学定义  31-32
    2.1.3 DEM 研究内容  32-33
    2.1.4 DEM 应用  33-34
  2.2 数字流域分析  34-35
  2.3 基于规则格网DEM 数据的数字水系网提取方法  35-40
    2.3.1 洼地的处理  36-37
    2.3.2 平地的处理  37
    2.3.3 确定水流方向  37-39
    2.3.4 确定水流累积量  39
    2.3.5 提取水系网  39
    2.3.6 水流链路  39
    2.3.7 全流域  39-40
  2.4 本章小结  40-42
第3章数字水系网提取评价方法  42-48
  3.1 确定水流方向算法评价指标和方法概述  42
  3.2 基于缓冲区分析的评价方法  42-46
    3.2.1 缓冲区分析  43
    3.2.2 多距离缓冲区数字水系网提取评价方法  43-46
  3.3 本章小结  46-48
第4章基于启发式信息的数字水系网提取算法  48-68
  4.1 启发式搜索框架的问题求解技术  48-50
    4.1.1 问题求解  48-49
    4.1.2 启发式搜索  49-50
  4.2 基于启发式信息的数字水系网提取  50-51
    4.2.1 形式化为基于启发式信息的路径搜索问题  51
    4.2.2 算法描述  51
  4.3 检测PIT 格网点  51-53
  4.4 DEM 的修正  53-55
    4.4.1 PIT 的处理  53-55
    4.4.2 DEM 修正策略  55
  4.5 数字水系网的提取  55-56
  4.6 流域的生成  56-57
  4.7 实验结果与分析  57-65
    4.7.1 SRTM 数据简介  58-59
    4.7.2 实验结果比较分析  59-65
  4.8 本章小结  65-68
第5章基于多源遥感数据的数字水系网提取算法  68-80
  5.1 利用多源数据提取数字水系网概述  68-69
  5.2 启发式信息搜索框架下的多源数据数字水系网提取算法  69-72
    5.2.1 算法描述  69-71
    5.2.2 从遥感图像中提取主干水系  71
    5.2.3 启发式信息评价函数  71-72
  5.3 实验结果与分析  72-78
    5.3.1 Landsat ETM+数据说明  72-73
    5.3.2 实验结果比较分析  73-78
  5.4 本章小结  78-80
第6章结论与展望  80-82
  6.1 本文主要贡献  80-81
  6.2 下一步工作展望  81-82
参考文献  82-92
作者简介及在学期间所取得的科研成果  92-94
致谢  94

基于启发式信息的多源遥感数据数字水系网提取算法研究

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