论文部分内容阅读
近年来,随着地观测技术和计算机技术的迅速发展,DEM作为对地形地貌的一种数字化表示方法,在数据获取、存储和管理方面陆续取得了一系列突破进展。DEM已成为世界各国空间数据基础设施(NSDI)的基本内容之一,被纳入数字化空间数据框架(NGDF)进行规模化生产。随着我国国家和省级多尺度大规模DEM生产的深入开展,极大地提高了各种分辨率和不同精度DEM的可得性,因此迫切需要在此基础上研究各种地形分析方法和技术,以充分发掘和利用DEM所蕴含的丰富的地形地貌信息,为各专业应用领域提供决策支持。地形分析可分为基本地形因子计算和复杂地形因子分析两种。基本地形因子计算主要有坡度、坡向等。复杂地形因子分析包括可视性分析、地形特征提取、水系特征提取等。本文在介绍数字地形分析基本概念的基础上,从基本地形因子和复杂地形因子两个方面进行了研究与实现。对基本地形因子,主要讨论了坡度、坡向、投影距离、表面距离、投影面积、表面面积、体积和剖面分析的计算,给出了常用的计算方法。对这些基本地形因子,在国内第一个类似于Google Earth的全球三维动态可视化软件GeoGlobe 2.0中给予了实现。实现分为两个部分——客户端和服务端,客户端和服务端通过HTTP协议进行交互。对复杂地形因子的可视性分析,讨论了两点之间的可视性,说明了两点之间可视性的计算方法,并通过严格的逻辑推理验证了点之间的可视性是可以递推的。在此基础上重点介绍了可视域分析中的常用算法,分析了各种算法的优劣,提出了一种新的改进的Xdraw算法用于基于DEM数据库的可视域分析,并通过实验对比说明了算法的准确性和效率。对基于DEM数据库的可视域分析,该算法在时间复杂度较低的情况下大大减少了访问数据库的次数,取得了很好的效果。对复杂地形因子的特征提取部分,讨论了当前常用的分析算法。针对地表流水模拟算法重点讨论了洼地的检测与填平和平地流线的确定问题,对平地流线确定的方法进行了改进,有效地减少了流线平行和锯齿现象。并对地表流水模拟算法给予了实现,指出了当前地表流水模拟算法中存在的问题,给出了继续研究的方向。