《基於地形特徵基元的地貌模式識別研究》是依託南京師範大學，由蔣聖擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於地形特徵基元的地貌模式識別研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蔣聖
- 依託單位：南京師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
地貌模式識別是通過對地貌形態特徵的分析和研究，實現對不同地貌類別的描述和判別。在一定尺度下，同類地貌單元按照一定的排列組合，表現為自相似性的特徵，這在視覺上呈現出自然地形的紋理形態，具有“局部無規則，巨觀有規律”的特徵。然而，常規的基於微分原理的地形分析方法不能有效描述其巨觀特徵。因此，本研究提出基於DEM的地形特徵基元這一中間語義目標，用以連線DEM柵格單元和地貌單元，並以其格局特徵表征地貌形態。本研究擬以黃土丘陵溝壑區為研究區，提出地形特徵基元的概念，通過其基本定義、屬性、存在條件及類型劃分等，構建概念模型。在此基礎上，以坡面特徵和地形要素特徵為基礎，使用空間聚類技術，實現地形特徵基元的提取。綜合以上兩點，通過研究地形特徵基元的空間展布模式，與不同地形特徵類型間構建匹配關係，利用地形特徵基元的空間特徵實現地貌形態特徵的模式識別。本研究力圖發展數字地形分析新方法，推動地理信息科學與技術。
結題摘要
在一定尺度下，同類地貌單元按照一定的排列組合，表現為自相似性的特徵，這在視覺上呈現出自然地形的紋理形態，具有“局部無規則，巨觀有規律”的特徵。本研究以黃土丘陵溝壑區為研究區，提出地形特徵基元的概念，通過其基本定義、屬性、存在條件及類型劃分等，構建概念模型。在此基礎上，以紋理基元為基礎，實現地形特徵基元的提取、度量，並基於黃土丘陵溝壑區進行地貌識別和地形分類。該項目主要針對兩個方面進行研究：（1）紋理特徵基元的提取和度量方法研究。構建基於改進歸一化距離匹配函式( INDMF) 的紋理周期自動提取方法，能有效提取自然紋理的結構周期，並具有更好的抗噪聲和抗畸變能力。並基於INDMF，結合波峰波谷特徵分析，構建累加距離匹配函式(SDMF)提出一種紋理圖像規則度計算方法。（2）基於紋理特徵基元的黃土地貌模式識別。基於DEM的特徵及紋理基元，形成一套對徑流結點，溝沿線的識別方法，並形成地形特徵點、線、面的格局模式。以紋理基元為基礎，實現地形特徵基元的提取、度量，並在黃土丘陵溝壑區能夠進行有效的地形識別和分類。本研究得到以下結論：（1）黃土丘陵溝壑區所呈現出的紋理狀態，在視覺上是由地貌單元組合排列形成的空間格局，地貌單元可以抽象為由某種地形特徵所構成的區域，地形紋理就可以簡化為由地形特徵基元構成的空間分布模式。（2）地形特徵基元具有尺度依賴性。基元的定義是基於地形特徵的，也是多尺度、多級別的。基於不同的研究尺度，基元可以分為不同等級，其中最簡單、最小的基元便是DEM柵格單元。此外，本研究表明在一定空間尺度和區域尺度下，黃土丘陵溝壑區的地形紋理是由基本地形基元排列形成的一種空間分布模式，是周期性與隨機性的統一。對於基於DEM的地形紋理，最基本的地形紋理基元即單個像素，其次是具有相似屬性的基本的地形單元如單個塬、梁、峁等，再者是一個區域內的單元組合。
