典型开放DEM数据的融合与空洞修复方法对比研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jimzhan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
全球尺度的 DEM数据的研制对于全球地形地貌等方面的研究具有指导意义,目前经典的开放DEM数据集中,覆盖范围大、分辨率较高数据集主要是ASTER GDEM系列及AW3D30系列数据,这两种数据集在60°N-60°S之间均不含数据空缺,在60°N-60°S之外的区域, ASTER GDEM v3数据连续分布,AW3D30 v2.2数据包含较多的数据空缺,因此,为了获得全球尺度高质量连续分布的DEM数据集,本文研究中以60°N以北为研究区, AW3D30 v2.2数据为主数据源,ASTER GDEM v3数据为辅助数据源,提出两种不同的数据生产方式。
  以俄罗斯克里斯托瓦亚及周边为研究样区,对 ASTER GDEM v3与AW3D30 v2.2数据在60°N位置进行数据融合。在60°N附近,采用不同形式的反距离加权法对两种数据融合,得到过渡区,向南衔接AW3D30 v2.2,向北连接ASTER GDEM v3;60°N以北的区域,以冰岛区域为例,采用直接镶嵌、间接镶嵌、高斯平滑对AW3D30 v2.2数据中存在的空洞区进行修复。其中间接镶嵌采用ASTER GDEM v3与AW3D30 v2.2在不同高程及坡度等级中的高程差均值,建立高程差模型,修复AW3D30 v2.2数据中存在的数据空洞。
  经计算得到的曲线接边中,在60°N位置数据融合过程中,两种数据融合得到的过渡区跨度的平均值为107.5个像素,平均跨距为3052.6 m。目视判读可得,ASTER GDEM v3与AW3D30 v2.2直接融合会产生明显的边界,而每种反距离加权的结果在60°N均没有出现明显的边界;剖面分析可得,采用高斯反距离加权插值方法得到的过渡数据,在北界线处,过渡数据与ASTER GDEM v3的平均年高程差为1.3 m,在南界线处,过渡数据与AW3D30 v2.2的平均误差基本为0;计算面误差信息熵可得,高斯反距离加权的平均面误差信息熵为3.22,在平缓坡、斜坡、急坡、陡坡中的信息熵分别为2.99、3.05、3.70、3.16,随坡度增大,整体呈现递增的趋势。
  在AW3D30 v2.2数据修复中,目视判读可得,直接镶嵌、间接镶嵌、高斯平滑均是实现了空洞区数据的修复;从空洞区边界的剖面高程来看,直接镶嵌得到的空洞区数据与AW3D30 v2.2之间存在较大的高程差值,间接镶嵌及高斯平滑在空洞区边界没有出现大的高程差;从空洞区内部的剖面高程来看,直接镶嵌与间接镶嵌和高斯平滑在空洞区内部的高程差基本与边界的高程差一致;从整体平滑性来看,高斯平滑整体的平滑程度优于直接镶嵌及间接镶嵌;在空洞区,采用直接镶嵌、间接镶嵌、高斯平滑的平均误差分别为1.0 m、1.0 m、13.9 m,其中高斯平滑的均方根误差最低,为14.7 m。
  可以得到,在60°N位置采用高斯反距离加权法,对ASTER GDEM v3与AW3D30 v2.2数据进行融合生成覆盖范围广、数据质量较高的数据是更优的选择;在60°N采用高斯平滑对AW3D30 v2.2数据中存在空洞进行修复的结果是更好的。因此通过数据融合及空洞修复得到覆盖范围更广、分辨率更高的DEM数据是可行的。
其他文献
滑坡敏感性评价是对滑坡的空间分布和发生概率进行预测,能够为滑坡风险管理、城市规划等提供重要的科学依据,对区域滑坡灾害防灾减灾具有一定的指导意义。  本文在中国地质调查局西安地调中心“晋陕黄土高原河曲-韩城段地质灾害调查”项目研究的基础上,参与山西临县-陕西清涧县(吴堡图幅、成家庄图幅、辛家沟图幅、下三交镇图幅)野外地质灾害调查,结合该区域基础地质概况,分析滑坡灾害发育分布规律,利用加权信息量模型、
学位
煤炭作为我国能源发展的支柱,在我国国民经济发展中起到至关重要的作用。山西省煤炭资源极其丰富,独特的地理位置、优良的煤种和便利的开发条件,使得山西煤炭资源得以大规模开发和利用。由于煤炭资源的高强度开采,矿山地质环境破坏日益严重,不仅历史欠账始终未能解决,而且煤矿采空区仍在快速扩大,矿区人民生活质量明显下降,社会矛盾及不稳定因素呈现出增长趋势,对采煤沉陷区进行综合治理迫在眉睫。本文以山西省孝义市柳湾煤
随着社会的快速发展,越来越多的建设项目不得不面对用地紧张的问题,由于地形地貌的原因,在场地建设时加筋土边坡会出现越来越多的拐角部位。加筋土挡墙拐角部位在形态和结构上较直线部位有一定特殊性,相比之下更容易出现工程问题且目前没有获得足够的重视。为探究加筋土挡墙不同拐角形式的变形特征,运用有限差分软件FLAC3D,通过建立不同形式的拐角模型,即折角形、直角形和圆角形3种工程上常用的拐角形式,研究了不同荷
煤的孔隙特征是影响其渗透性及吸附解吸性能的关键因素,进而在一定程度上影响煤层气的开发效果。为了查明山西省古交矿区煤的孔渗性特征及吸附解吸性能,进而对矿区煤层气抽采和储层改造提供一些理论指导,本文采用霍多特孔隙分类方法,通过对煤的宏观煤岩观察、显微组分测定、工业分析、压汞、低温氩吸附、二氧化碳吸附、渗透率和等温吸附/解吸实验等,结合前人的研究成果,探讨了煤的孔隙特征对其渗透性及吸附解吸性能的影响,结
学位

在边坡开挖的工程中,关键问题之一就是如何评价和保证山体及邻近基础建设的稳定性。本文以山西某边坡开挖对既有隧道稳定性研究的工程实例为依托,为了保证项目顺利进行、边坡的稳定和不影响隧道的安全和正常使用,针对已形成的边坡对临近隧道的影响进行了研究。根据工程地质条件、强度折减原理及其他相关资料,采用大型有限差分软件FLAC3D,对边坡开挖后的山体及隧道进行三维数值模拟。具体研究内容如下:(1)根据实际工程
学位
人类活动的日益增加引发自然资源的飞速消耗,导致大气污染问题愈加严重。南极臭氧层的破坏,大范围的沙尘传输等环境灾害的出现,对于复杂的大气变化监测方法与手段的研究提出了新的挑战。  传统的静止卫星与极轨卫星由于覆盖位置局限、特殊区域仪器设备的运行和维护困难、单个站点的观测能力有限无法获得全球范围的观测数据等因素在大范围、特殊区域的大气监测中的应用受到了限制,无法满足当今所面临的复杂的大气变化监测的需求
学位
工矿业的迅速发展,促进了经济繁荣,但随之暴露的是严重的环境污染问题。土壤作为我们赖以生存的物质条件,其受污染状况不容忽视,而对其污染的治理更是迫在眉睫。如何找到一种高效易行的治理方法,是当前亟待解决的问题。物理吸附法作为一种治理土壤重金属污染的有效手段,被广泛采用,但随之而来的问题是需要寻找一种廉价并且易获得的材料去吸附重金属污染物。黏土矿物以其分布广泛,经济效益高和容易大量开采等优势逐渐进入人们
学位
采动滑坡是滑坡的一种,在我国发生十分频繁,而堆积层滑坡在滑坡灾害中占有很大比例,其形成多与降雨、地下水运动、地震等有关。为了分析由地下采动引起的堆积层滑坡的致灾机理,本文通过对研究区堆积层滑坡进行资料收集、勘查,对地下采动、降雨因素诱发的堆积层滑坡进行影响因素分析、形成机制分析。结合研究区堆积层实测的变形资料,采用MIDAS/GTS有限元数值模拟软件构建出分阶段开采的地下采动模型,分别进行不考虑渗
煤层气是以CH4为主的洁净矿产资源。目前,中国低阶煤煤层气的开发利用已经取得了一些进展,但也存在着一些低阶煤盆地,煤层气产量过低甚至无气产出的现象。人们尝试将CO2注入低阶煤层中,来提高煤层气的采收率,但效果仍然达不到预期。为了揭示这一现象产生的原因,本文选取低煤级大同煤田马脊梁矿烟煤(Majiliang bituminous coal,MBC,挥发分为38.18%)作为研究对象,结合工业分析和元
学位
目前,各种电法勘探方法对煤矿采空区的研究大都集中于单层采空方面,对于双层采空区的电磁响应规律研究较少。CSAMT作为一种相对经济高效的频率域测深方法在煤矿采空区勘查中应用较为广泛。本文选用有限单元法进行采空区的数值模拟,结合实际地质情况及地球物理特征,主要研究不同的采空区塌陷规模、充水规模条件下的CSAMT响应。在此基础上,研究双层采空区在不同的电性组合以及不同的间隔条件下的CSAMT响应规律。得