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地球信息科学学报 >

2016 , Vol. 18 >Issue 12: 1608 - 1614

DOI: https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2016.01608

地球信息科学理论与方法

顾及地表汇水分析的城市DEM构建

  • 王峥 , 1, 2, 3, 4, 5 ,
  • 孙永华 , 2, 3, 4, 5, * ,
  • 李小娟 2, 3, 4, 5
展开
  • 1. 国家海洋环境预报中心,北京 100081
  • 2. 首都师范大学资源环境与旅游学院,北京 100048
  • 3. 北京城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地,北京 100048
  • 4. 三维信息获取与应用教育部重点实验室,北京 100048
  • 5. 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室,北京 100048
*通讯作者：孙永华（1982-）,男,讲师,硕士生导师,主要从事GIS及遥感应用研究。E-mail:

作者简介：王 峥（1989-）,女,北京人,硕士生,主要从事遥感和地理信息系统应用研究。E-mail:

收稿日期: 2016-07-08

  要求修回日期: 2016-10-27

  网络出版日期: 2016-12-20

基金资助

城市典型区域不均匀沉降信息获取与机理研究（2012CB723403）

收起

Urban DEM Construction for Analysis of Surface Water Catchment

  • WANG Zheng , 1, 2, 3, 4, 5 ,
  • SUN Yonghua , 2, 3, 4, 5, * ,
  • LI Xiaojuan 2, 3, 4, 5
Expand
  • 1. National Marine Environment Forecasting, Beijing 100081, China
  • 2. College of Resources Environment and Tourism, Capital Normal University, Beijing 100048, China
  • 3. Urban Environmental Processes and Digital Modeling Laboratory, Beijing 100048, China
  • 4. Laboratory of 3D Information Acquisition and Application, MOST, Beijing 100048, China
  • 5. Beijing Municipal Key Laboratory of Resources Environment and GIS, Beijing 100048, China
*Corresponding author: SUN Yonghua, E-mail:

Received date: 2016-07-08

  Request revised date: 2016-10-27

  Online published: 2016-12-20

Copyright

《地球信息科学学报》编辑部 所有
Fold

摘要

城市暴雨内涝是城市最普遍的自然灾害之一。受城市复杂下垫面环境的影响,城市暴雨积水具有响应时间短、淹没速度快的特点。数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）是城市地表汇水分析的关键,是暴雨积水分析的基础,而传统方法构建的DEM不能满足复杂下垫面环境下城市暴雨积水淹没分析的需求。本文以构建顾及地表汇水分析的城市DEM为目的,提出基于多源数据融合思想和地形修正思想的DEM构建方法,即将数字摄影测量技术构建的大范围DEM与车载激光扫描技术构建的城市道路高精度DEM相融合,再利用影响雨水汇流路径的建筑物、水系等要素对DEM进行修正的构建方法。本文以北京市海淀区公主坟地区为例进行研究,结果表明该方法构建的DEM在道路区域高程精度可达厘米级,实现了对城市道路易积水区域的重点表达,基于该DEM的汇水分析结果基本符合城市下垫面汇水特点,因此,本文构建的DEM适用于城市道路、桥区汇水路径分析和积水淹没分析。

关键词： 暴雨积水; 立体像对; 车载激光扫描; 公主坟; 城市DEM; 高精度

本文引用格式

王峥 , 孙永华 , 李小娟 . 顾及地表汇水分析的城市DEM构建[J]. 地球信息科学学报, 2016 , 18(12) : 1608 -1614 . DOI: 10.3724/SP.J.1047.2016.01608

Abstract

：Urban rainstorm waterlogging is one of the urban' s most common natural disaster. Since the environment of urban underlying surface is complex, urban rainstorm waterlogging has a short response time and submerged speed characteristics. Digital Elevation Model (DEM) is the key of urban surface water catchment, and it is also the basis of rainstorm waterlogging inundation analysis, but the DEM building by traditional methods cannot meet the needs of urban flood analysis under complex underlying surface environment. This paper based on the thinking of multi-source data fusion terrain correction, aiming at constructing the urban DEM for the surface water catchment analysis. This paper used multi-source data fusion approach to incorporate DEM obtained by digital photogrammetry method and technology, then, modified the fused DEM using building、water system elements which change the route of urban runoff. This paper selected the Gongzhufen area in Haidian District, Beijing, to verify the feasibility of this method, the result showed that the urban DEM with a relatively high accuracy, especially in the urban road area where the accuracy was at the centimeter level. The DEM realized the key expression of urban road area which is easy to accumulate water, moreover, the water network and catchment area extraction results based on it were more accurate. The DEM built by this method was suitable for urban rainstorm waterlogging analysis.

Key words： rainstorm waterlogging; stereo pair; vehicle-borne laser scanning; GongZhuFen; urban DEM; high accuracy

1 引言

近年来,随着城市化进程的不断加快,人类活动在改变土地利用方式、优化资源开发模式、提高社会生产力的同时,也不可避免地改变了城市下垫面环境,使天然状态下的产汇流模式和水文循环过程发生了巨大变化。以京津冀为代表的城市由于下垫面发生巨大变化而引起暴雨积水事件频发,如2004年7月10日北京突发性局地暴雨、2011年6月23日、2012年7月21日北京特大暴雨事件均造成严重的城市道路积水。其中,以2012年7月21特大暴雨最为严重,强大的降雨过程加上北京下垫面环境复杂、基础设施不健全等因素使此次降雨过程引起严重的城市内涝,道路、桥区积水严重,造成巨大的财产损失和人员伤亡[1-2]。
DEM是城市降雨产汇流的基础,是城市积水淹没分析的关键,然而现有城市暴雨积水的相关研究中,使用的DEM精度较低[3],低精度的DEM不能很好地反映城市复杂下垫面对产汇流路径的影响。因此,如何针对城市复杂的下垫面环境,构建城市高精度DEM成为学者关注的重点。随着遥感和测绘技术的发展,国内外学者纷纷利用新数据源,新方法进行城市高精度DEM的研究。丁琼[4]和马素颜[5]利用高分辨率遥感影像立体像对,采用数字摄影测量方法,构建城市DEM。Toutin[6]利用雷达立体测量法提取DEM,并分析DEM精度与地形因子的关系。Wehr等[7]介绍了机载激光数据在地表信息提取中的应用,并利用机载激光数据构建了城市地表模型。Tan等[8]利用车载激光扫描数据对地物进行分类,提取地面点构建城市高精度DEM。但对于复杂地形来说,依靠单一方法获取的DEM难以满足应用需求,于是DEM融合技术应运而生。目前,将不同方法和数据源获取的DEM进行融合的处理方法主要有DEM融合、DEM镶嵌整合和三角网表面填充[9]。邓少平等[10]提出了一种基于四种不同方法生成的DEM的像素级融合方法,为地形复杂地区DEM的获取提出了有效的解决方法。孙亮等[11]提出了基于小波分析的多源DEM数据融合方法,将航天飞机雷达地形测绘任务数字高程模型和先进星载热反射和辐射仪数字高程模型融合,使信息互补。
DEM对自然突变地形和人工修整地形的模拟存在显著的区域性失真问题[12],从而不能很好地满足城市地表汇水分析的需要。针对这一问题,国内外学者提出了基于地理要素修正DEM的思想。Hutchinson[13]提出的ANUDEM 模型应用了独特的全区域水系强化生成算法,构建基于水系结构的DEM,该方法生成的DEM能直接应用于水文分析模型的构建。沈涛等[14]提出了在DEM内插的过程中,加入河流数据进行方向判断和高程修正的方法,该方法保留河流结构的连续性,适用于地形起伏比较大的地区。Choi等[15]提出了适应雨水基础设施算法（ASI）,用地下管网信息对DEM进行修正,使地表径流过程更符合真实过程;左俊杰等[16]顾及城市中影响径流路径的地物要素,将其融合进DEM,得到了高精度、满足水文分析的城市DEM。
综上所述,高质量数据源,融合和修正思想的应用是构建顾及地表汇水分析的DEM必不可少的条件,但综合利用上述条件构建城市DEM的例子很罕见。本文在车载激光数据和高分辨率遥感影像的支持下,综合利用多源数据融合和修正思想构建顾及地表汇水分析的城市DEM的方法,该方法构建的DEM符合城市下垫面高程变化趋势,对城市易积水的道路区域做了重点表达,为城市地表汇水分析提供可靠的数据支持。

2 研究区与数据源

北京是典型的暖温带半湿润大陆性季风气候,其作为华北地区降雨量最多的地区之一,年均降雨量可达600多毫米,但降水量有季节分配不均匀的特点,全年80%的降水量集中在6-8月,其中7、8月易出现暴雨。北京城区受高强度人工活动影响的程度高,由于城市下垫面复杂多变、城市道路立体化建造、城市排水管网不健全等原因,使北京有了“逢雨必淹”的称号。
本文选取北京市海淀区公主坟地区作为研究区（图1）,其位于海淀区复兴门外复兴路与三环交会处,面积约为3.5 km2。研究区内的新兴桥是三层路面结构,是城市立体式交通的代表,该地区坐落着庞大密集的建筑群,包含八一湖和昆玉河部分河段（京密引水渠下游从颐和园昆明湖到玉渊潭八一湖的水道）,具有典型的城市复杂下垫面特征。该地区在2011年6月23日、2012年7月21日等几次城市暴雨过程中,积水情况严重,是北京城区暴雨积水研究的重点区域。
Fig. 1 Position and remote sensing image of study area

图1 研究区位置及遥感影像图

本研究利用多源数据构建顾及地表汇水分析的城市DEM,使用的数据包括：①车载激光点云数据,采集于2014年3月;②worldview-2立体像对影像,立体像对影像获取于2010年1月24日;③研究区内昆玉河水系以及建筑物边界的矢量图层,基于worldview-2影像以数字化方式获取。

3 研究方法

针对城市复杂的下垫面情况,融合数字摄影测量法和车载激光技术获取DEM结果,并在此基础上叠加影响汇水路径的建筑物、水系等要素,使其满足城市地表汇水分析的需求。

3.1 数字摄影测量法构建DEM

基于遥感影像立体像对,利用数字摄影测量方法构建DEM具有范围广、效率高和低成本的优点。随着遥感影像分辨率的提高,该方法生成的DEM的精度也随之提高,因此利用该方法构建城市DEM具有很大的应用前景。
数字摄影测量技术模仿人眼成像原理,在不同位置对同一区域获取影像数据,形成立体像对,模仿人的立体视觉计算地表高程信息,获取DEM。具体描述为：天空中2点拍摄地面同一点时形成2个同名像点,当天空2点的空间位置确定后,同名像点的2条反向投影光线采用前方交会可以确定地物点的位置。以此类推,将地面所有点的高程解算后就得到了数字地面模型,如图2所示。其中,S1、S2为2个空中点,A、B、C分别为3个地物点,al、bl、c1和a2、b2、c2分别为3个地物点A、B、C经S1、S2后形成的像点[17]。
Fig. 2 The principle diagram of constructionDEM using stereo pair

图2 立体像对获取DEM原理图

应用摄影测量方法,基于遥感影像立体像对生成DEM的一般过程为立体像对读取、基于传感器的相对定向、基于控制点的绝对定向、基于连接点建立核线影像以及DEM的生成和编辑[18]。

3.2 车载激光扫描技术构建DEM

车载激光扫描系统的研制为城市三维建模提供了快速有效的方法。该系统将传感器搭载在运动载体上,通过导航定位系统获取运动载体的绝对位置,建立绝对位置传感器和相对位置传感器统一的空间和时间基准完成数据的融合,得到高精度的激光点云数据,且每个点云数据均带有回光强度值和三维坐标信息。利用车载激光扫描技术获取DEM的流程如图3所示。
Fig. 3 The data flow diagram of generatingDEM by vehicle-borne laser

图3 车载激光扫描技术获取DEM的流程图

首先规划行车路线,对车载激光扫描系统做初始化准备工作,包括对GPS和IMU的初始对准,对相机做白平衡处理,开启激光扫描仪等。数据采集过程中,记录激光点云原始数据、IMU数据、CCD相机数据、GPS数据以及里程计数据[19]。将采集的数据进行融合,统一数据坐标系,得到WGS-84坐标系下的激光点云数据绝对坐标;然后对点云数据的后处理工作,包括渐进三角网滤波法获取路面点云数据、对路面点云数据的人工编辑、路面点云数据内插等,最终得到城市道路DEM。

3.3 DEM的叠加融合

利用融合思想对两种或多种数据源信息进行有效整合是解决单一数据源信息量不足的有效办法。2种DEM数据进行融合的前提是统一坐标基准和空间分辨率,然后遵循一定的规律给DEM格网重新赋值。本文遍历DEM的每个格网,如果该格网仅对应一个高程值,则以这个高程值作为该格网的高程值,若该格网对应2个高程值,则取激光法构建的DEM的高程值作为该格网的高程值,最终达到将激光法构建的道路区域DEM融进立体像对构建的DEM中的目的。

3.4 DEM的修正

随着城市化进程的加快,城市下垫面地理要素覆盖情况发生了巨大的变化,立体式交通网、密集的建筑群,人工河道等地理要素的存在改变了城市地表原有的地形特征,从而对城市积水淹没分析产生不容忽视的影响。因此,本文基于叠加分析的思想,通过调整地理要素所占格网处的高程值完成了对DEM的修正。
影响城市汇水路径的建筑物、水系等要素可通过影像数字化或信息分类提取等方式获取。根据研究区的大小和要素复杂程度,本文采用数字化方式提取研究区内的建筑物、水系和坑塘要素。对于建筑物区域,抬升其所占栅格处高程的高度（本文将抬升高度设为5 m,在积水不淹没建筑物的情况下,该高程值设置的大小对地表汇水分析没有太大影响。）,模拟建筑物的阻水作用;对于坑塘区域,降低其所占栅格处高程的高度（本文将降低高度设为 1 m）,体现其汇水作用。对于研究区内水系修正,本文采用AGREE[20]水系修正算法。它是一种基于矢量图层调整DEM表面高程的算法,通过设置缓冲区（Buffer）、平滑距离（Smooth）和陡降距离（Sharp）3个参数来完成水系修正。首先,通过设置缓冲区参数确定在矢量河道两侧的缓冲区宽度,然后通过平滑处理将缓冲层边界至河道栅格处的高程逐格网降低,最后根据陡降参数降低河道所占栅格的高程[21]。按照上述方法基于建筑物、水系等要素修正DEM,得到符合城市下垫面特征的DEM数据,即顾及地表汇水分析的城市DEM。

4 实验结果与分析

4.1 实验结果

本文利用首都师范大学和北京四维远见信息技术有限公司联合研发的SSW车载移动测量系统完成城市道路区域精细DEM的构建。
基于wordview-2影像立体像对,利用ENVI软件完成了研究区范围内DEM的构建、依托matlab和ArcGIS软件统一2种方法获取的DEM的坐标基准（WGS_1984_UTM_Zone_50N）和空间分辨率（1 m）,完成了2种DEM数据的融合、修正和差值计算的操作,得到顾及地表汇水分析的城市DEM （图4）。
Fig. 4 Experimental result

图4 实验结果

本文构建的顾及地表汇水分析的城市DEM的空间分辨率为1 m,其反映了研究区下垫面高低起伏的基本状态,尤其在新兴桥处,利用激光扫描技术获取到了立交桥下的DEM数据,为桥下积水分析提供了依据,是桥区积水淹没分析的关键。修正后的DEM在水系和建筑物区域地形得到进一步加强,达到了构建面向暴雨积水分析DEM的目标,为流向、流量、汇水分析奠定了基础。

4.2 精度验证

本文采用检查点法对DEM的精度进行评定,从车载激光扫描系统采集的多条路段的激光点云数据中,选择未参与DEM构建的25个点云数据作为检验样本,25个检验样本中有7个落在激光点云数据构建的道路DEM上,其他点落在立体像对法构建的DEM上。检查点位置如图5所示,实际高程值与本文构建的DEM高程值的误差统计结果如表1所示。
Fig. 5 The position of checkpoints

图5 检查点位置分布图

Tab. 1 DEM elevation error statistics (m)

表1 DEM高程误差统计(m)

检查点位置 检查点个数 误差均值 均方差
道路 7 0.15 0.11
其他区域 18 1.7 1.2
验证结果显示：25个检查点的最大高程误差是4.3 m,最小高程误差0.04 m;其中,7个落在道路上的检查点,平均误差0.15 m,精度达到厘米级;其他点精度相对较低,但基本保持在1 m左右。产生误差的原因主要归结于DEM构建方法的系统误差。
上述精度评定结果证明,将立体像对获取的DEM与激光数据生成的DEM融合构建城市高精度DEM的方法在保证大范围、快速获取城市DEM的同时,也保证了重点研究区域城市道路DEM的精度。该方法凭借其道路上的高精度高程信息以及对桥区低洼地形的表达,为城市降雨产汇流分析以及城市道路积水淹没分析奠定了基础。

4.3 汇水分析

汇水分析是本文构建高精度城市DEM的最终目的,也是检验DEM构建是否符合城市复杂下垫面高程起伏趋势的一个标准。利用ArcGIS软件中的Hydrology工具对本文研究中构建的3种DEM（立体像对得到的DEM、融合DEM和修正DEM）进行汇水分析。汇水网络和汇水区的提取结果如图6所示。
Fig. 6 The extraction results of water network (red line) and catchment (yellow line)

图6 汇水网络（红线）与汇水区提取（黄线）结果

基于3种DEM的汇水分析结果显示,未经过修正的2种DEM提取的汇水网络在昆玉河水系处不连贯,出现这种现象的主要原因是昆玉河水系上有几处道路覆盖在水系之上,而这些区域的DEM反映的是道路高程。本文通过AGREE算法对DEM进行水系修正,修正后的DEM经汇水分析后得到与昆玉河水系走势相近的汇水网,解决了由于下垫面不同要素叠加引起的汇水网络失真问题。在强降雨过程中,建筑物对水流有阻挡作用,经过修正的DEM建筑物边界清晰,得到的汇水网络更真实地体现了建筑物的阻水作用。

5 结论与讨论

DEM是城市降雨产汇流的基础,是城市积水淹没分析的关键。本文考虑城市复杂下垫面特点,指出现有方法在构建顾及地表汇水分析的城市DEM过程中的不足之处,提出了基于多源数据融合和修正思想构建城市DEM。实验结果表明：该方法得到的城市DEM反映了城市地表起伏的基本情况,道路地区的精度可达厘米级,其他区域精度为米级。车载激光扫描技术的应用解决了立交桥区域桥下数据不可获取的难题,影响城市汇水路径的建筑物、水系等要素的引入使DEM更真实地反映了城市下垫面的复杂情况,使基于DEM的汇水分析结果更符合城市下垫面汇水特点。本文构建的顾及地表汇水分析的城市DEM为城市积水淹没分析提供了更精细的数据源,在城市雨洪模型建立、城市暴雨灾害预报、预警方面具有实际意义。
本文顾及地表汇水分析构建的城市DEM数据,是积水淹没分析过程的基础数据。在接下来的研究中,还需考虑地下管网、泵站等雨洪设施、下垫面透水率等因素对积水程度的影响,为模拟、预测城市积水深度、范围分析提供更全面的依据。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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邓少平,赵争. DEM融合算法及其在困难地区测图中的应用[J].测绘与空间地理信息,2015,38(4):7-10.对于我国西部高山区,如横断山 脉,高程起伏明显,常年被云雾覆盖,日照稀少,采用传统方法进行地形图测绘存在较大困难,依赖单一方法获取的DEM往往难以满足测图的精度要求。为充分利 用不同传感器和不同方法生成的DEM的优点,本文根据各方法的特点,结合小比例尺地形图中低精度的DEM,基于绝对精度等先验知识确定优先级别、相关/干 系数确定融合权重,提出了一种包括雷达干涉测量、光学立体摄影测量、不同侧视方向像对雷达立体测图生成的四种多源DEM的像素级融合算法。在横断山脉地区 使用所提融合算法进行了实验,获得了一个总体精度得到提高的无缝DEM,实验结果表明新算法为地形复杂的测图困难地区DEM获取提供了一种可能的解决方 案。

[ Deng S P, Zhao Z.DEM fusion and its application to topography mapping in complex areas[J]. Geomatics & Spatial Information Technology, 2015,38(4):7-10. ]

[11]
孙亮,严微,刘平芝,等.采用小波分析的SRTM DEM与ASTER DEM 数据融合[J].测绘科学技术学报,2014,31(4):388-392.为了利用航天飞机雷达地形测绘任务数字高程模型（SRTM DEM）与先进星载热反射和反辐射仪数字高程模型（ASTER DEM）的互补信息,提出基于小波分析的多源DEM数据融合方法,以我国秦岭典型高山峡谷地貌类型区为试验样区,选取相同位置的SRTM DEM与ASTER DEM数据,通过重采样、数据配准等步骤形成融合数据源;对小波分解的低频系数作基于邻域像素关联性的融合,高频系数采用像素点绝对值取大的融合,生成融合DEM。并把融合前与融合后的数据分别与1∶5万高程库数据作精度比较,总体统计与抽样检查表明融合DEM精度较源数据均得到了提高。该融合技术为应用SRTM DEM与ASTER DEM生成精度和可靠性更高的DEM产品提供了可行方案。

DOI

[ Sun L, Yan W, Liu P Z, et al. Data fusion of SRTM DEM and ASTER DEM based on wavelet analysis[J]. Journal of Geomatics Science and Technology, 2014,31(4):388-392. ]

[12]
王春,汤国安,刘学军,等.特征嵌入式数字高程模型研究[J].武汉大学学报·信息科学版,2009,34(10):1149-1153.针对常规格网DEM地形模拟的失真问题，借鉴面向对象技术，提出了“矢量化模拟，栅格化组织”方法，构建了融合地形场特征与对象特征为一体的特征嵌入式数字高程模型——F-DEM（features preserved—DEM）。

[ Wang C, Tang G A, Liu X J, et al. The model of terrain features preserved in grid DEM[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2009,34(10):1149-1153. ]

[13]
Hutchinson M F.A new procedure for gridding elevation and stream line data with automatic removal of spurious pits[J]. Journal of Hydrology,1989,106:211-232.A morphological approach to the interpolation of regular grid digital elevation models (DEMs) from surface specific elevation data points and selected stream lines is described. The approach has given rise to a computationally efficient interpolation procedure which couples the minimization of a terrain specific roughness penalty with an automatic drainage enforcement algorithm. The drainage enforcement algorithm removes spurious sinks or pits yielding DEMs which may be used to advantage in hydrological process studies. The drainage enforcement algorithm has also been found to significantly increase the accuracy of DEMs interpolated from sparse, but well chosen, surface specific elevation data. Moreover, it facilitates the detection of errors in elevation data that would not be detected by more conventional statistical means and forms a sound physical basis for cartographic generalization.

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沈涛,李成名,苏山舞.基于水系改进的数字高程模型内插研究[J].中国图象图形报,2006,11(4):535-539.流域地形是决定水系生成的一个关键性因素,是数字流域和分布式水 文模型研究的主要内容.针对现有应用数字高程模型进行水文分析时存在的若干问题,在对当前数字高程模型的生成算法进行讨论的基础上,提出在利用现有方法进 行内插的过程中加入河流数据进行方向判断和高程修正的算法.通过试验与分析,得出应用本方法生成的数字高程模型在保留精度的基础上,较好地反映了地表水文 特征和河流结构,利用它不仅可以进行一般的地学分析,还能够作为水文模拟与研究的数据源.

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[ Shen T, Li C M, Su S W.An interpolation method of DEM based on hydrological improved algorithm[J]. Journal of Image and Graphics, 2006,11(4):535-539. ]

[15]
Choi Y, Yi H, Park H-D.A new algorithm for grid-based hydrologic analysis by incorporating stromwater infrastructure[J]. Computers & Geosciences. 2011.37:1035-1044.We developed a new algorithm, the Adaptive Stormwater Infrastructure (ASI) algorithm, to incorporate ancillary data sets related to stormwater infrastructure into the grid-based hydrologic analysis. The algorithm simultaneously considers the effects of the surface stormwater collector network (e.g., diversions, roadside ditches, and canals) and underground stormwater conveyance systems (e.g., waterway tunnels, collector pipes, and culverts). The surface drainage flows controlled by the surface runoff collector network are superimposed onto the flow directions derived from a DEM. After examining the connections between inlets and outfalls in the underground stormwater conveyance system, the flow accumulation and delineation of watersheds are calculated based on recursive computations. Application of the algorithm to the Sangdong tailings dam in Korea revealed superior performance to that of a conventional D8 single-flow algorithm in terms of providing reasonable hydrologic information on watersheds with stormwater infrastructure.

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左俊杰,蔡永立.平原河网地区汇水区的划分方法——以上海市为例[J].水科学进展,2011,22(3):337-343.借助DEM提取汇水区是分布式水文模型计算和面源污染计算的前提条件。在平坦地区直接使用DEM提取出的水系、汇水区边界与现实情况差异很大。针对现有汇水区提取方法存在的问题,在RIDEM模型的基础上提出了一种平原河网地区汇水区划分的方法,该方法通过将道路、建筑物、水系、沟渠、坑塘等影响径流途径的地物要素融合进DEM,达到细化DEM的目的,从而使由细化的DEM生成的河网与实际河网能够精确拟合,优于原始DEM和RIDEM的提取效果,提高了水系提取和汇水区划分的精度,建筑物对径流的阻碍作用也能够得到体现。实证研究表明,该方法是一种方便、快捷、高效的处理方法。

[ Zuo J J, Cai Y L.An automated watershed delineations approach for plain river network regions: a case study in Shanghai[J]. Advances in Water Science, 2011,22(3):337-343. ]

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王树根. 摄影测量原理与应用[M].武汉:武汉大学出版社, 2009.

[ Wang S G.The principles and application of photogrammetry[M]. Wuhan, China: Wuhan University Press.2009. ]

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邓书斌. ENVI遥感图像处理方法[M].北京:科学出版社,2010.

[ Deng S B.ENVI yaogan tuxiang chuli fangfa [M].Beijing, China: Science Press.2010. ]

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吕冰,钟若飞,王嘉楠.车载移动激光扫描测量产品综述[J].测绘与空间地理信息,2012,35(6):184-187.对目前市场上一些重要的车载移动激光扫描系统(Mobile Terrestrial Laser scanning Systems,简称MTLS)的性能特点进行了概述。文章首先介绍了移动测图系统的发展历程,对系统组成及特点进行了介绍,然后比较了不同类型车载激光扫描系统的主要特点,比较的数据都来自于各设备厂商提供的材料。从整体看,目前车载移动激光扫描系统已投入到不同行业的实际应用中,大量成功的应用案例表明,车载移动激光扫描测量技术已趋于成熟。

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[ Lv B, Zhong R F, Wang J N.Vehicle-Borne mobile laser sacnner products: a review[J]. Geomatics & Spatial Information Technology, 2012,35(6):1184-187. ]

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Hellweger F. AGREE-DEM Surface Reconditioning System[DB/OL]. 1997-01-10 [2015-10-22]. .

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康婷婷,王茜,赵苗琦,等.不同比例尺水系修正DEM的流域河网提取对比[J].地理与地理信息科学,2011,27(1):111-112.选取三门峡至小浪底区间小流域为研究对象,以1∶5万和1∶25万两种尺度的数字化水系分别修正DEM,在此基础上运用ArcGIS水文分析模块(ArcHydro Tools)进行流域河网提取。研究表明,基于水系修正的DEM和ArcGIS水文分析模块提取的流域河网精度较高,1∶5万水系修正DEM得到的河网更接近自然水系;通过对两种水系修正DEM生成的河网套合差计算发现,二者河网吻合程度较好,在DEM数据精度较高或者地形起伏较大的地区,如果没有更高精度的水系数据,1∶25万水系可取代1∶5万水系用于修正DEM。

[ Kang T T, Wang Q, Zhao M Q, et al. Butong bilichi shuixi xiuzheng DEM de liuyu hewang tiqu duibi[J]. Geography and Geo-Information Science, 2011,27(1):111-112. ]

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