基于GMT软件的地形特征案例分析开题报告

1. 研究目的与意义

以dem 为基础可提取多种地形特征, 如坡度、坡向、阴影、坡面形态、流域边界、水流路径等 , 这些特征在地理信息系统的支持下均可用图形和属性数据来表示, 使基于dem 的地形特征提取和分析将变。这些地形特征对水文过程分析 、土壤侵蚀计算以及土地利用规划都有非常重要的现实意义gmt的主要功能是在各种各样的地图上绘制地震、等高线、地形图等等，当然一般的线性函数或对数、指数函数图都可以绘制。此外该软件还提供了大量的预处理和分析功能，能对数据进行滤波、拟合、内插等工作，不同数据间的格式进行转换，还可进行简单的数学分析甚至谱分析等等。

数字高程模型dem已经被广泛地应用到诸如地形特征提取、流域水系分析等众多数字地形分析领域,目前数字高程数据主要来源于①照片立体测绘及数据捕获②等高线的数字化③快速发展的全球定位系统 gps ④激光扫描测高系统其中 lidar集合了惯性测量器和全球定位系统, 可同时给出传感器精确的位置和方向, 并获得涉及到地球表面的资料 .可变的激光脉冲和扫描适合于不同的地形和植被条件.这一方法可提供高精度的数字高程数据垂直精度可达12cm用以上不同方法所得到的高程数据 ,一般可分为3类,即网格、不规则三角形网 tin 以及等高线。

数字地形分析是以数字高程数据为基础来推导 二维或三维地形特征以及确定流域 、集水区、水流路径等等.一般情况下, 从dem 导出的地形特征参数可划分为两类, 原生特征和次生特征。目前,dem 的误差来源、误差检测、误差可视化以及误差校正等方面有大量的研究成果. 其中dem 的水平和垂直精度对基于dem 导出的地形特征有较大的影响。

2. 研究内容和预期目标

（1）主要研究内容:

主要研究内容其一就是用gmt软件研究地形特征。地形特征是地球物理学、大地测量学研究中的一项重要内容，可用于质量变化、重力场计算、地壳运动等许多研究方向。gmt是一款非常优秀的地学绘图软件，且完全开源免费。采用gmt软件，利用srtm等地形数据，对地表某个区域的地形特征进行统计、分析、研究，并对其进行可视化显示。

其二就是运用dem进行数字特性提取及众多数字地形分析领域，数字地形分析是以数字高程数据为基础来推导 二维或三维地形特征以及确定流域、集水区、水流路径等等。一般情况下, 从dem导出的地形特征参数。流域分析是以dem 为基础来计算流域边界(面积、周长等)、集水区(大小、范围等)及水流路径(流径、流向、河流分级等)等水文地形特征 .这对分析流域产流 、汇流水文过程、水文模型参数的确定有着非常重要的作用.同时 ,对资源管理土地及坝系规划、保险成本效益分析都有一定的作用

3. 研究的方法与步骤

（1）研究方法：

①文献研究法：搜集整理dem以及gmt的相关知识研究资料，为gmt地形案例分析的研究做准备，从而全面地、正确地了解掌握所要研究的gmt地形数据知识。

②比较分析法：比较各种gmt地形案例分析研究的方法，找出共性和个性，通过这些分析研究的异同点，来分析各个区域的地形特征，并实现可视化显示。

4. 参考文献

1. 毕华兴, 谭秀英, 李笑吟. 基于dem的数字地形分析[j]. 北京林业大学学报, 2005(02): 49-53.

2. 张朝忙, 刘庆生, 刘高焕, 丁树文, 王鹏, 董金发. srtm 3与aster gdem数据处理及应用进展[j]. 地理与地理信息科学, 2012, 28(05): 29-34.

3. 詹蕾, 汤国安, 杨昕. srtm dem高程精度评价[j]. 地理与地理信息科学, 2010, 26(01): 34-36.

5. 计划与进度安排

一、研究工作准备阶段（2022.1.20——2022.3.24）：

2022.1.20——2022.3.15为准备工作阶段，包括查阅资料、实验数据收集等；2022.3.16——2022.3.25为开题阶段，主要工作是撰写开题报告等。

二、研究工作开展阶段（2022.3.26——2022.5.20）：