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《吉林大学》 2011年
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基于空间形态的模糊数据集数字地貌研究

梁立恒  
【摘要】:地球表面是人类活动最为活跃的界面,地貌作为地球表层系统中的一个基本要素,它直接地影响人类活动。因此,地貌形态研究一直受到地理学家和地质学家的关注。过去三十年,数字高程模型(DEMs,Digital Elevation Models)广泛用于计算机的陆地模型数值分析,利用规则网格DEM数据,提取地貌形态参数制图,提取坡度(slope),坡向(aspect),地表凸度(convexity)和凹度(concavity),从相邻关系自动获得地貌属性。在土木工程(civil engineering),地质(geology),地貌(geomorphology),水文(hydrology),环境科学(environmental science),土地利用(landuse),土壤侵蚀(soil erosion)和植被覆盖(vegetation cover)等方面研究得到广泛应用。尤其在地貌和水文研究方面,基于DEM专题图研究方面应用更加普遍。 如何从DEM定义地貌单元进行了许多努力。根据相应的地貌过程,使用DEM可以模拟为不同的地貌形态。通过层次细分将地貌形态分成不同的地貌单元。通过坡度、坡向和曲率来描述,将地貌划分为四个层次,即地貌元素、地貌类型、地貌系统和地貌区域,其中地貌元素和地貌类型是我们研究的重点也是最重要的。 长期以来地貌研究采用野外地形测量和航空摄像测量的方法编译而来,这两种方法工作量大,研究区域受到很大的限制。因此一直停留在区域性详细地貌研究的阶段。近些年来随着航空航天事业的快速发展,及激光雷达技术的快速兴起,数据采集的手段长足进步,获得地表信息也不断丰富,例如美国航空航天局(NASA)获得的3弧秒的全球数字高程模型数据,以及日本经济产业省与美国航空航天局合作,利用ASTER立体像对制作的全球1弧秒数字高程模型(ASTER-GDEM)。为我们研究区域尺度乃至全球尺度及行星尺度的地貌形态提供了可靠的数据源。 然而随着技术的发展,获取数据能力的增强,数据表现出了高维、高信息量的特点,在数据信息提取上提出了新的挑战。本文针对这个特点,总结前人的经验,试图寻找一个统一的框架,在探索地貌形态分类的同时,有效解决模糊数据信息提取的问题。 数字计算机和地理信息系统排除了任何大小和空间分辨率区域基于地表几何形态分类的障碍。地形通过高程信息精细自动解析,通常高程数据以规则网格形式的数字高程模型来表达。 本研究采用日本经济产业省与美国航空航天局于2006年6月29日发布的1弧秒(中纬度地区约26m)分辨率的ASTER—DEM数据,提出结合地貌形态参数化与自组织神经网络映射的方法,进行地貌形态分类研究。该方法能够对海量数据进行有效的降维,而且自动获得地貌形态分类阈值,减少了人工参与的主观影响。在一定程度上突破了地貌形态参数化方法分类类型数量的限制。减少了地貌形态类型误分现象。对长春地区的地貌形态研究取得了满意的效果。 通过对长春地区的地貌分类定量研究,主要取得了以下成果: (1)改进了地表曲面模型的拟合方法,提出了不完全二元四次方程,推导出该方程模拟的地表曲面坡度、截面曲率、最大曲率和最小曲率公式,并制作了相应的长春地区地表参数图; (2)提出了结合地表参数化与自组织映射进行地貌形态分类,构建了长春地区地貌形态分类模型; (3)实现地貌分类定量化,分类的数目和阈值通过自组织映射神经网络训练获得,分类方案由计算机自动确定。 通过研究实现了地貌形态分类的快速表达,减小了地貌人工解译制图的工作量,很大程度上提高了工作效率;自动获得分类阈值,不但增强了不同尺度空间信息研究的灵活性,而且提高了地貌分类的精度,为我们生态环境研究、精准农业、地质灾害评估、地质构造研究及流域划分等提供精确的背景参数;对土木工程、城市规划、自然保护区管理以及矿产普查等工作有现实的意义。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P931

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【参考文献】
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1 王乃樑,潘德扬;南口山前平原地貌与第四纪沉积物特徵及其对于新构造运动与气候变迁的反映[J];北京大学学报(自然科学);1956年03期
2 梁立恒;邢立新;李桐林;姜红艳;蒋立军;;数字地貌形态分类优化方法[J];吉林大学学报(地球科学版);2011年S1期
3 裘善文;李风华;;试论地貌分类问题[J];地理科学;1982年04期
4 王乃樑;法国地貌学现状[J];地理学报;1963年01期
5 李钜章;中国地貌形态基本类型数量指标初探[J];地理学报;1982年01期
6 谭云贵;我国区域地貌学研究进展及问题初探[J];地理研究;1990年04期
7 肖飞;张百平;凌峰;薛怀平;杜耘;武红智;;基于DEM的地貌实体单元自动提取方法[J];地理研究;2008年02期
8 程维明;柴慧霞;周成虎;陈曦;;新疆地貌空间分布格局分析[J];地理研究;2009年05期
9 刘爱利;汤国安;;中国地貌基本形态DEM的自动划分研究[J];地球信息科学;2006年04期
10 李炳元;潘保田;韩嘉福;;中国陆地基本地貌类型及其划分指标探讨[J];第四纪研究;2008年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 施炜;鄂尔多斯高原东西两侧构造地貌特征分析及新构造意义[D];中国地质大学(北京);2006年
2 高玄彧;地貌类型主维分类法的研究[D];成都理工大学;2006年
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1 宋佳;基于DEM的我国地貌形态类型自动划分研究[D];西北大学;2006年
2 周访滨;基于栅格DEM自动划分微观地貌形态的研究[D];长沙理工大学;2006年
3 曹颖;基于DEM的地貌分形特征研究[D];西北大学;2007年
4 王睿博;基于DEM的川西高原构造地貌特征提取与分析[D];中国地质大学(北京);2008年
5 韩海辉;基于SRTM-DEM的青藏高原地貌特征分析[D];兰州大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于鹏;;合肥市城市工程地质信息系统的建设与应用[J];安徽建筑;2011年01期
2 卢双珍;曹顺伟;邓喜庆;张煜;喻庆国;;三维林相图制作研究[J];安徽农业科学;2009年14期
3 卢双珍;喻庆国;曹顺伟;;影响无量山自然保护区及其周边森林分布的主要空间因子分析[J];安徽农业科学;2009年17期
4 万厚冲;孙朝云;;基于ARM_Linux的精确农业农药除虫系统的研究[J];安徽农业科学;2010年16期
5 费龙;田秋艳;李秋菊;;基于RS与GIS的玉米种植适宜性分析[J];安徽农业科学;2010年32期
6 闫海忠;林锦屏;王璟;苏丹;缪漪;;基于ARCGIS的区域生物量DEM模型空间分析——以云南香格里拉三坝乡黄背栎林生物量估算为例[J];安徽农业科学;2011年02期
7 白江涛;白建军;王磊;蒋之犇;;基于GIS的关中—陕南地区降雨量空间插值分析[J];安徽农业科学;2011年33期
8 毛健;张兴国;;3种空间插值方法的精度及可视化效果研究[J];安徽农业科学;2012年12期
9 高志明,关岩,于洪梅,吴秀红,李井会;人工神经网络在化学中的应用进展[J];鞍山钢铁学院学报;2000年03期
10 王长虹;朱合华;;数字地下空间与工程数据标记语言的研究[J];地下空间与工程学报;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾允毅;胥布工;王世华;刘步春;;端对端网络时钟漂移补偿算法研究及其实现[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 李青元;王涛;朱菊芳;孙立坚;张福浩;;对“绘制—检出”栅格化方法的深入探讨[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
3 钟业勋;童新华;;关于地图制图资料数学定义的探讨[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
4 张文燕;崔希民;;GIS的发展趋势及技术突破点探讨[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
5 宋伟东;李兰勇;隋心;董山;;露天矿采场时空数据库的构建与应用研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
6 祝晓坤;岳京宪;;基于地形分析的长城长度测量方法研究[A];数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集[C];2008年
7 李明峰;陈春晖;谈俊忠;;基于VC++的移动曲面拟合等高线生成算法研究[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
8 张立国;赵学胜;陈军;;基于本体论的三维空间关系描述[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
9 黎雯;刘纯波;周廷刚;张伟;;基于GIS的ATM业务管理系统设计与初步实现[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
10 周旭;樊文有;鲁雷;;3S在农业测土施肥上的应用[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
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1 贾瑞生;矿山开采沉陷三维建模与可视化方法研究[D];山东科技大学;2010年
2 田峰敏;水下地形导航模型求解与导航区初选策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 王红;基础地理信息地形数据库信息量度量方法研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
5 李曼荔;求解组合优化问题的神经计算方法[D];电子科技大学;2010年
6 桑永胜;空间数据分析的神经计算方法[D];电子科技大学;2010年
7 章冲;网络环境下煤矿三维建模及可视化关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 王晓理;地理信息数据结构处理优化应用研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 章莉萍;基于栅格模式的地图图形自动综合研究[D];武汉大学;2009年
10 史云飞;三维地籍空间数据模型及其关键技术研究[D];武汉大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田继辉;用于三维影像快速浏览的多尺度DEM数据组织研究[D];河南理工大学;2010年
2 杜波;基于“一张图”思想的城乡一体化地籍管理信息系统研究[D];广西师范学院;2010年
3 张书春;数据挖掘技术在SMS系统中的应用研究[D];郑州大学;2010年
4 毕军芳;基于开放式构架的移动空间信息服务模块的设计与实现[D];山东农业大学;2010年
5 辛贵州;无人飞行器航迹规划算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 Rojanakat Payomrat;基于神经网络的双目视差估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 马妍;基于多波束测量数据的海底地形可导航性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 刘振广;一种改进的k_means聚类算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 辛涛;基于混合神经网络的视频序列压缩与加密算法研究[D];大连理工大学;2010年
10 王太宁;基于GeoTools的开源GIS应用的研究与实践[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孔旭,赵宗彦;降水预报因子分形特征及应用的探讨[J];安徽大学学报(自然科学版);1995年04期
2 殷年;4D产品与GIS应用[J];安徽地质;2002年03期
3 程国栋,吴邦俊;高海拔多年冻土分布的地带性数学模式之探讨[J];冰川冻土;1983年04期
4 蒋忠信;雪线地带性的定量分析[J];冰川冻土;1984年02期
5 崔之久,朱诚;我国冰缘地貌研究述评与展望[J];冰川冻土;1988年03期
6 吴锡浩;青藏高原东南部现代雪线和林线及其关系的初步研究[J];冰川冻土;1989年02期
7 陈亚宁,2,杨思全,李卫红;天山麦兹巴赫冰川湖突发性洪水分形特征研究[J];冰川冻土;1999年03期
8 万晔,韩添丁,段昌群,杨惠安;滇西名山点苍山地区地貌结构与特征研究[J];冰川冻土;2005年02期
9 秦其明,陆荣建;分形与神经网络方法在卫星数字图像分类中的应用[J];北京大学学报(自然科学版);2000年06期
10 江樟焰,伍永秋,崔之久;“昆仑-黄河运动”与我国自然地理格局的形成[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 孔凡哲;基于数字化平台的分布式流域水文模型和流域汇流研究[D];河海大学;2003年
2 张会平;青藏高原东缘、东北缘典型地区晚新生代地貌过程研究[D];中国地质大学(北京);2006年
3 曾彪;青藏高原植被对气候变化的响应研究(1982-2003)[D];兰州大学;2008年
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1 殷畅;GIS中的地形三维可视化[D];解放军信息工程大学;2001年
2 刘新华;区域水土流失地形因子分析与提取研究[D];西北农林科技大学;2001年
3 陈燕;不同空间尺度DEM坡度转换图谱研究——以在黄土高原的试验为例[D];西北大学;2001年
4 赵帮元;1:25万比例尺DEM建立及地形信息特征研究[D];西北大学;2002年
5 朱红春;数字高程模型(DEM)空间数据挖掘研究[D];西北大学;2003年
6 张勇;黄土高原地面坡谱研究[D];西北大学;2003年
7 刘爱利;基于1:100万DEM的我国地形地貌特征研究[D];西北大学;2004年
8 龚明权;黄河壶口瀑布国家地质公园旅游资源评价[D];中国地质大学(北京);2006年
9 高旭;若尔盖中间地块地质构造特征及其新生代隆升的研究[D];中国地质大学(北京);2007年
10 晁玉忠;基于DEM的数字地形分析[D];武汉理工大学;2008年
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1 张会平,张恒兵,杨农,张岳桥,孟晖;基于GIS的岷江上游地貌形态初步分析[J];中国地质灾害与防治学报;2004年03期
2 ;地貌奇观——岱崮地貌[J];山东国土资源;2008年03期
3 毋河海;;地貌形态自动综合的原理与方法[J];武汉大学学报(信息科学版);1981年01期
4 ;二、P21普通测量学、地形测量学[J];测绘文摘;1999年04期
5 许世远,孙以义;地貌形态模拟[J];地理学报;2000年03期
6 沈中原;李占斌;武金慧;王民;;流域地貌形态分形布朗运动(FBM)分维数研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2007年05期
7 吴玉伟;杨发相;花婷;;策勒河流域地貌形态及其对生态格局的影响[J];干旱区研究;2011年02期
8 ;陆地地貌[J];中国地理与资源文摘;2007年02期
9 张会平;杨农;张岳桥;孟晖;;岷江水系流域地貌特征及其构造指示意义[J];第四纪研究;2006年01期
10 赵美华;;分宜县地貌形态与降水特征分析[J];经济研究导刊;2009年31期
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1 王凤云;李万忠;;中国云台山世界地质公园《云台地貌》形成机制探讨[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
2 李雯静;龙毅;;基于分形理论的地貌形态及其成因分析方法研究[A];认识地理过程 关注人类家园——中国地理学会2003年学术年会文集[C];2003年
3 沈中原;李占斌;武金慧;李斌斌;;流域地貌形态特征多重分形算法研究[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
4 纪翠玲;齐清文;何建邦;池天河;;分形技术在黄土高原地貌形态三维表达中的应用[A];全国地图学与GIS学术会议论文集[C];2004年
5 王涛;;基于等高线空间关系的地貌形态结构建立[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
6 杨毅;;利用晕渲方法,制作新型专题海图[A];中国航海学会航标专业委员会测绘学组学术研讨会学术交流论文集[C];2006年
7 崔灵周;李占斌;肖学年;;岔巴沟流域地貌形态分形特征量化研究[A];“全国水土流失与江河泥沙灾害及其防治对策”学术研讨会会议文摘[C];2003年
8 陈浩;Y.Tsui;蔡强国;L.G.Tham;胡文生;梁广林;;黄土高原典型小流域坡沟地貌形态演化特征[A];地貌·环境·发展——2004丹霞山会议文集[C];2004年
9 麻莉;;基于DEM自动划分湿地微地貌形态——以黑龙江洪河国家级湿地保护区为例[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
10 王春;汤国安;李占斌;;基于GIS的黄土坡面侵蚀与沟壑发育模拟[A];中国地理学会2006年学术年会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 资敏;国家公园美在何处?[N];中国环境报;2008年
2 建国晓东;承德县扎实开展地质灾害防范工作[N];承德日报;2008年
3 耿汉文 黄水清;江苏省数字高程模型通过验收[N];中国水利报;2003年
4 詹国兵;风雨中,挺起不屈的脊梁[N];闽北日报;2010年
5 鲍鲔;中国南方喀斯特“登陆”世界自然遗产[N];大众科技报;2007年
6 张成;黄土高原玩“变脸”?[N];科技日报;2008年
7 本报记者 刘云珠;为数字延吉打“地基”[N];延边日报;2009年
8 刘文国;“中国南方喀斯特”魅力无限[N];中国矿业报;2006年
9 一苇;中国南方喀斯特,地球运动的神来之笔[N];地质勘查导报;2007年
10 王楚辉、罗海波、孟海中;重要目标“看”得见 所属单位“联”成片[N];战士报;2010年
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1 梁立恒;基于空间形态的模糊数据集数字地貌研究[D];吉林大学;2011年
2 崔灵周;流域降雨侵蚀产沙与地貌形态特征耦合关系研究[D];西北农林科技大学;2002年
3 张会平;青藏高原东缘、东北缘典型地区晚新生代地貌过程研究[D];中国地质大学(北京);2006年
4 亢孟军;数字高程模型不规则四边形网建模方法研究[D];武汉大学;2011年
5 王义祥;基于地理信息系统的祁连山地区数字地形分析和隆升机理研究[D];兰州大学;2007年
6 刘二永;数字高程模型的随机误差模型[D];中国矿业大学;2012年
7 王冠丽;科尔沁沙地坨甸相间地区GSPAC系统水分运移野外试验模拟与分析[D];内蒙古农业大学;2008年
8 王永生;甘肃公路自然区划框架体系研究[D];长安大学;2008年
9 章孝灿;快速高精度DEM生成技术研究[D];浙江大学;2002年
10 孔凡哲;基于数字化平台的分布式流域水文模型和流域汇流研究[D];河海大学;2003年
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1 张仕超;倒置低山区农村土地利用空间格局与地貌形态的耦合关系[D];西南大学;2011年
2 南希;地貌分维模型实现及其在地震诱发崩滑灾害敏感性研究中的应用[D];成都理工大学;2012年
3 王睿博;基于DEM的川西高原构造地貌特征提取与分析[D];中国地质大学(北京);2008年
4 周毅;基于DEM的黄土正负地形特征研究[D];南京师范大学;2008年
5 郭明武;工程化数字地貌自动晕渲系统的设计与实现[D];武汉大学;2005年
6 刘瑞连;泰山山地北沙河流域水系及流域地貌基本特征研究[D];山东师范大学;2011年
7 陈盼盼;基于DEM的山顶点及其属性空间分异规律研究[D];西北大学;2006年
8 邵元纯;基于GIS的温州市地貌多重分形特征与地质灾害空间分布关系研究[D];长安大学;2009年
9 吕一峰;基于ASTER影像的DEM与数字地貌制图研究[D];福建师范大学;2008年
10 吉玮;基于“嫦娥一号”数据的月表典型地貌形态分形刻画与动力学表征研究[D];安徽师范大学;2012年
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