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利用机载LiDAR数据的开放DEM产品精度评估 被引量:1
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作者 雷秋佳 刘婧 曹新运 《武汉大学学报(信息科学版)》 北大核心 2025年第1期153-163,共11页
数字高程模型(digital elevation model,DEM)是地学分析应用的基础数据。目前对国际上多套开放DEM产品的精度分析与比较依然有所欠缺。以机载激光雷达数据生成的高精度DEM和数字表面模型(digital surface model,DSM)为参考,以平均误差(m... 数字高程模型(digital elevation model,DEM)是地学分析应用的基础数据。目前对国际上多套开放DEM产品的精度分析与比较依然有所欠缺。以机载激光雷达数据生成的高精度DEM和数字表面模型(digital surface model,DSM)为参考,以平均误差(mean error,ME)、均方根误差(root mean square error,RMSE)、90%线概率误差(linear error at 90%probability,LE90)为统计指标,评价5种开放DEM产品(ASTER、AW3D30、MERIT、SRTM和TanDEM-X 90 m)分别表达DEM和DSM时的高程精度。实验结果表明,5种产品的高程精度存在明显差异,在山地森林区域的实际精度都低于各自目标设计精度。作为DEM使用时,5种产品都对地面高程存在显著高估,其中MERIT产品(ME为2.82 m,LE90为12.19 m)和SRTM产品(ME为4.74 m,LE90为11.75 m)的精度更高,TanDEM-X产品高估最严重且精度最差(ME为10.39 m,LE90为22.83 m)。当作为DSM使用时,5种产品都对地表物体高程存在显著低估,其中TanDEM-X产品(ME为-3.69 m,LE90为16.99 m)和AW3D30产品(ME为-5.34 m,LE90为16.81 m)精度更高。误差的空间分布受地物覆盖类型影响,在森林覆盖区域比居民地区域的误差更严重。相对坡度而言,地表物体的高度对5种DEM产品的高程误差有更强影响,各产品的高程误差随着地表物体高度的增加而显著增强。 展开更多
关键词 dem DSM 激光雷达 开放dem产品 精度评价
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基于CFD-DEM的斜面平台对下降管内混合颗粒流动的影响 被引量:1
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作者 孙雪峰 张德俐 +5 位作者 刘浩 高豪磊 马瑞 王芳 金德禄 易维明 《农业工程学报》 北大核心 2025年第5期240-249,共10页
为改善生物质热解过程中混合颗粒在下降管热解反应器内部流动时生物质颗粒扰动较小、混合不充分的问题,该研究探讨了管内斜面平台对陶瓷球和生物质颗粒流动的影响。以斜面平台的位置、倾斜角度和高度为试验因素,以生物质颗粒管内离散度... 为改善生物质热解过程中混合颗粒在下降管热解反应器内部流动时生物质颗粒扰动较小、混合不充分的问题,该研究探讨了管内斜面平台对陶瓷球和生物质颗粒流动的影响。以斜面平台的位置、倾斜角度和高度为试验因素,以生物质颗粒管内离散度为评判标准,通过计算流体力学与离散元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)耦合仿真对混合颗粒流动过程进行模拟,并利用粒子图像测速技术进行了验证。结果表明,斜面平台高度对生物质颗粒离散度影响最大,其次为位置和角度,最佳工作参数为斜面平台底部距下降管拐角处245 mm,高度为27 mm,角度为149°,相较于无斜面平台工况,生物质颗粒离散度提高了50.24%,进而提升了混合颗粒的混合程度。斜面平台的引入使得下降管内生物质颗粒和陶瓷球的轴向平均速度分别降低了14.38%和11.43%,平均停留时间分别升高了20.00%和5.75%,改变了无斜面平台时混合颗粒的向心流动特性,表现为抛物线形流动特性,打破了上疏下密的分布状态,使混合颗粒偏析降低,混合更为均匀。该研究结果能够为下降管式生物质热解反应器的设计与优化提供一定支持,有利于生物质快速热解技术的发展。 展开更多
关键词 生物质 下降管 计算机仿真 CFD-dem 气固两相流
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多源DEM数据在平原流域河网提取中的对比
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作者 周举 彭光敏 +3 位作者 王绍旭 聂远雄 陈炼钢 施勇 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期132-142,共11页
【目的】为研究不同数字高程模型(DEM)在平原区提取河网时的适用性,【方法】收集ALOS DEM、ASTER GDEM、SRTM DEM 3种DEM数据源,选择7个代表性平原河网流域进行研究。通过河网套合差计算,分析各DEM在平原流域的河网提取精度。【结果】... 【目的】为研究不同数字高程模型(DEM)在平原区提取河网时的适用性,【方法】收集ALOS DEM、ASTER GDEM、SRTM DEM 3种DEM数据源,选择7个代表性平原河网流域进行研究。通过河网套合差计算,分析各DEM在平原流域的河网提取精度。【结果】结果显示:各个DEM数据在地势较平坦区、湖泊区和城市区提取河网结果均存在较大误差;基于ALOS DEM提取的数字河网精度最高;使用Arc Hydro Tools的DEM修正功能,可明显提高数字河网的精度,修正后套合差均小于3%;ASTER GDEM在丘陵区的精度高于SRTM DEM,SRTM DEM在湖泊、农田、城市等地形情况下精度高于ASTER GDEM;ALOS DEM提取河网的最佳集水面积阈值为50000,ASTER GDEM最佳集水面积阈值则为20000,SRTM DEM提取河网的最佳集水面积阈值则为5000。【结论】研究选取多源DEM,从多角度分析提取数字河网的影响,可以为平原区数字河网提取提供参考。 展开更多
关键词 dem数据 多源 ARCGIS 河网提取 dem修正 河网精度 影响因素
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基于SPH-DEM并行计算的滑坡涌浪模拟
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作者 唐岳灏 姜清辉 《人民长江》 北大核心 2025年第5期136-142,共7页
为解决滑坡体与水体的强耦合及非线性水波演化形成的复杂流-固耦合问题,采用光滑粒子流方法(SPH)模拟水体动力学特性,通过离散元方法(DEM)模拟滑坡体大变形与不连续问题,构建了SPH-DEM流-固耦合算法,并开发了基于分布式MPI的并行计算程... 为解决滑坡体与水体的强耦合及非线性水波演化形成的复杂流-固耦合问题,采用光滑粒子流方法(SPH)模拟水体动力学特性,通过离散元方法(DEM)模拟滑坡体大变形与不连续问题,构建了SPH-DEM流-固耦合算法,并开发了基于分布式MPI的并行计算程序,实现了SPH-DEM耦合过程的大规模高性能计算。将该程序应用于湖北省江坪河水库白日垭崩塌体滑坡模拟,再现了滑坡发展、涌浪形成、河道传播、冲击大坝的灾害链过程。结果显示:涌浪在坝前最大壅高474.00 m,低于坝高476.00 m,此程序在进程数量128时取得了超过70%的并行加速效率。研究成果能有效分析滑坡涌浪灾害动力学过程,开发的并行程序可为其他国产同类软件提供借鉴。 展开更多
关键词 滑坡涌浪 流-固耦合 离散元(dem) 光滑粒子流(SPH) 白日垭崩塌体 江坪河水库
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基于CFD-DEM的气送式稻麦兼用型高速播种机种子减速器设计与试验
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作者 臧英 张美林 +3 位作者 黄子顺 姜有聪 钱诚 王在满 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期222-234,共13页
针对气送式稻麦兼用型高速播种机作业时种子输送速度快造成投种精度低、投种不稳定等问题,设计了一种基于旋风减速原理的种子减速器。采用CFD-DEM耦合仿真方法进行单因素试验,确定主要结构因素并选取适宜尺寸区间。为确定种子减速器结... 针对气送式稻麦兼用型高速播种机作业时种子输送速度快造成投种精度低、投种不稳定等问题,设计了一种基于旋风减速原理的种子减速器。采用CFD-DEM耦合仿真方法进行单因素试验,确定主要结构因素并选取适宜尺寸区间。为确定种子减速器结构参数,基于单因素试验结果开展了Box-Behnken正交组合仿真试验,结果表明:最佳结构尺寸为圆筒直径D为82.352 mm,圆筒长度H_(t)为101.364 mm,排气口直径D_(P)为25.0002 mm,锥筒长度H_(z)为67.9025 mm,此时籼稻种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.212 m/s和0.462 m/s;粳稻种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.339 m/s和0.473 m/s;小麦种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.341 m/s和0.408 m/s。台架验证试验结果表明,在出种口处籼稻种子竖直速度为0.411 m/s,粳稻种子竖直速度为0.452 m/s,小麦种子竖直速度为0.457 m/s,与仿真试验结果较符合。条播性能台架试验结果表明,有种子减速器时排种成条效果明显优于无种子减速器情况,而且籼稻、粳稻和小麦排量均匀性变异系数分别由无种子减速器时41.61%、25%和37.84%依次降至9.10%、8.42%和8.49%,满足种子减速器性能要求。研究结果可为后续提高气送式稻麦兼用型播种机播种性能提供指导。 展开更多
关键词 高速播种机 稻麦兼用 种子减速器 CFD-dem
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国产航天宏图一号SAR卫星数据干涉测量重建DEM精度验证与分析
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作者 张双成 王铭辉 +4 位作者 杨娜 路聚峰 王杰 何晓宁 禹文强 《遥感学报》 北大核心 2025年第5期1290-1304,共15页
2023年3月30日,由国内商业航天企业航天宏图信息技术股份有限公司(以下简称航天宏图)运营的航天宏图一号卫星(PIESAT-1)成功发射,为国产SAR卫星的发展注入了新的动力,作为“女娲星座”首发星,其具备高精度地形测绘、高分宽幅成像、高精... 2023年3月30日,由国内商业航天企业航天宏图信息技术股份有限公司(以下简称航天宏图)运营的航天宏图一号卫星(PIESAT-1)成功发射,为国产SAR卫星的发展注入了新的动力,作为“女娲星座”首发星,其具备高精度地形测绘、高分宽幅成像、高精度形变监测等能力。但目前关于该卫星的相关研究较少,亟须探索其真实的测图能力。本文利用星载In SAR生产DEM技术流程,针对PIESAT-1独特的“1主+3辅”车轮编队构型进行相应技术调整。首先,选取了山地、丘陵、平原3种特殊的地形为研究对象,结合PIESAT-1卫星在轨测试期间获取的单视斜距复影像干涉对(L1B)数据,利用In SAR技术提取DEM,并以ICESat-2控制点和Copernicus DEM作为参考,验证PIESAT-1的地形测绘精度。结果表明,在山地、丘陵和平原3种地形条件下,PIESAT-1 DEM产品的垂直精度均高于Copernicus DEM,RMSE值分别为4.8727 m、7.8329 m、0.9857 m;同时,PIESAT-1 DEM产品在空间分辨率上优于Copernicus DEM产品,能够更清晰地描绘地形的细节特征;本文还考虑了植被对DEM产品精度的影响,在高植被区域,植被所产生的误差不可无视。通过本文实验表明PIESAT-1用于全球地形测绘任务时,独特的编队方式使其在空间分辨率、测绘效率、测量精度上均占据巨大优势,这为“女娲星座”的业务化应用提供了重要参考。 展开更多
关键词 航天宏图一号 星载InSAR地形测绘 ICESat-2控制点 多基线相位解缠 dem精度验证 植被影响
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基于地形级实景三维模型与机载LiDAR点云快速生产DEM的技术方法
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作者 杨小梅 黄芳 +2 位作者 刘乾会 张浩 李和平 《科技创新与应用》 2025年第27期144-148,共5页
随着倾斜摄影技术的发展和实景三维建设的不断推进,对DEM的现势性和精度要求日益提高,为解决由于贵州地形复杂、地貌破碎带来的DEM构建成本高、精度低、工作量大等问题,该文进行基于地形级实景三维模型与机载LiDAR点云快速构建DEM的技... 随着倾斜摄影技术的发展和实景三维建设的不断推进,对DEM的现势性和精度要求日益提高,为解决由于贵州地形复杂、地貌破碎带来的DEM构建成本高、精度低、工作量大等问题,该文进行基于地形级实景三维模型与机载LiDAR点云快速构建DEM的技术研究,优化生产技术方法,总结DEM数据生产的工艺流程和关键技术,并通过项目验证解决方案,形成快速、精确、高效、低成本的生产模式,为DEM生产工作全面开展提供有力支撑。 展开更多
关键词 地形级实景三维模型 倾斜摄影 机载LiDAR点云 高精度 快速构建dem
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基于CFD-DEM耦合的膨化颗粒饲料气力输送机理数值分析
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作者 王昱 刘佳豪 +4 位作者 罗毅智 周星星 欧一志 齐海军 袁余 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期180-189,199,共11页
气力输送是水产饲喂的主要方式之一,然而目前气力输送过程中颗粒运动机理尚不清晰,以致气力输送系统的作业效率难以提升。本文以膨化颗粒饲料为对象,采用CFD-DEM气固耦合数值分析方法,构建双弯管颗粒饲料气力输送过程的数值分析模型,采... 气力输送是水产饲喂的主要方式之一,然而目前气力输送过程中颗粒运动机理尚不清晰,以致气力输送系统的作业效率难以提升。本文以膨化颗粒饲料为对象,采用CFD-DEM气固耦合数值分析方法,构建双弯管颗粒饲料气力输送过程的数值分析模型,采用Box-Behnken响应曲面法量化分析喂料速率、入口风速、弯管数对颗粒饲料料气输送比、出口速度和悬浮程度的影响。方差分析结果显示:喂料速率显著影响料气输送比。各因素对颗粒饲料末端速度影响由强到弱为入口风速、弯管数、喂料速率,各因素对颗粒饲料悬浮程度影响由强到弱为入口风速、喂料速率、弯管数。入口风速与颗粒的出口速度和颗粒在竖直方向的坐标、标准差成正比,当喂料速率小于35 g/s时入口风速对料气输送比无显著影响。随着入口风速提高,颗粒的出口速度提高,颗粒悬浮程度上升,表明气力输送系统的输送性能增强。当入口风速为20 m/s、喂料速率为27.232/s、无弯管时,料气输送比为0.966,颗粒出口速度为12.48 m/s,竖直方向坐标为-3.944 mm,标准差为8.805 mm。研究结果为提升气力输送系统的效率和优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 颗粒饲料 气力输送 CFD-dem耦合 数值分析
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基于CFD-DEM的压裂水平井暂堵剂运移与封堵有效性研究
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作者 朱炬辉 郑衣珍 +4 位作者 何乐 宋佳忆 龚蔚 黄义涛 隋微波 《石油科学通报》 2025年第3期511-526,共16页
暂堵剂被广泛用于水平井压裂过程中的裂缝暂堵与转向,对提高压裂改造效果具有重要作用。目前国内外关于暂堵剂运移规律的研究多局限于室内实验,对暂堵剂在井筒中的运移、在缝中封堵过程的宏观模拟研究还不充分。本文基于计算流体力学(C... 暂堵剂被广泛用于水平井压裂过程中的裂缝暂堵与转向,对提高压裂改造效果具有重要作用。目前国内外关于暂堵剂运移规律的研究多局限于室内实验,对暂堵剂在井筒中的运移、在缝中封堵过程的宏观模拟研究还不充分。本文基于计算流体力学(CFD)与离散元(DEM)耦合的数值模拟方法,模拟了水平井压裂暂堵过程中暂堵剂颗粒井下运移与封堵过程。模拟时,将暂堵剂颗粒视作离散相,将压裂液视作连续相,对离散相与连续相单独建立数学模型,同时耦合离散相与连续相之间的相互作用,从而实现暂堵剂—压裂液多相体系的流固耦合。针对暂堵剂从井口到封堵井段的运移过程,建立了井筒模型、井筒—炮眼—单一裂缝和井筒—炮眼—多条裂缝模型。揭示了暂堵剂浓度、暂堵剂粒径、压裂液黏度和泵注排量对暂堵剂运移完整性的影响规律,探究了不同裂缝形态下工艺参数与施工参数对暂堵剂封堵效果的影响。研究表明,暂堵剂体系颗粒浓度、压裂液黏度与泵注排量是影响暂堵剂体系运移完整性的重要因素,暂堵剂粒径与浓度是决定暂堵剂体系能否有效封堵裂缝的关键因素。暂堵剂粒径大于20目时,暂堵剂质量浓度的改变只会影响缝内封堵段长度,而不会影响缝内暂堵有效性;当裂缝末端缝宽达到4 mm时,选用20~70目粒径的暂堵剂难以在缝高方向完全封堵裂缝。本研究为水平井暂堵压裂施工过程中工艺参数与施工参数的选取提供了理论依据。 展开更多
关键词 缝内暂堵 暂堵剂运移 暂堵机理 水平井 CFD-dem
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面向城市雨洪模拟的地表汇流特性DEM增强表达 被引量:2
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作者 李海洋 吕朋超 +4 位作者 江岭 梁明 黄敏敏 杨灿灿 张大鹏 《地球信息科学学报》 北大核心 2025年第2期491-506,共16页
【目的】数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)作为城市雨洪模拟中不可或缺的输入驱动,很大程度上决定了模拟精度。然而,现有研究大多数注重地表高程表达,忽略了地表汇流特性对积水扩散过程的影响。尤其在复杂城市地形环境中,传... 【目的】数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)作为城市雨洪模拟中不可或缺的输入驱动,很大程度上决定了模拟精度。然而,现有研究大多数注重地表高程表达,忽略了地表汇流特性对积水扩散过程的影响。尤其在复杂城市地形环境中,传统DEM难以充分捕捉汇流特性,导致模拟精度受到制约。【方法】本文提出了一种基于城市地形对象汇流特性的DEM增强表达方法。该方法从形态特征和水文特征角度分析城市地形对象的汇流特性,系统解析城市地形对象间的汇流关系,根据汇流关系约束将汇流特性有效融入传统DEM,从而增强DEM对地表汇流特性的表达能力。【结果】本文选取南京市鼓楼区作为研究区,基于SWMM模型和有源扩散算法进行雨洪数值模拟,验证DEM增强表达效果,结果表明:(1) DEM增强表达后,研究区内10.78%栅格的流向发生变化,主要分布在地形对象及其边缘;增强DEM的标准差、变异系数等指标均明显优于原始DEM;(2)较基于原始DEM的模拟结果,基于增强DEM的雨洪模拟积水面积减少,平均积水深度增加,能够更准确地捕捉地形特征对径流路径和积水分布的影响,模拟结果更接近实际情况。【结论】本文提出的DEM增强方法能够有效表达城市地表的汇流特性,提高了积水扩散模拟结果的合理性,为城市雨洪的精细化模拟提供了技术支持。 展开更多
关键词 dem 增强表达 城市地形 城市地形对象 形态特征 水文特征 汇流特性 雨洪数值模拟
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基于DEM的输电线路典型易覆冰微地形分类方法研究
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作者 杨晓瑞 曾岁康 《电气时代》 2025年第5期145-151,共7页
局部微地形特征会导致在冬季区域气象特征突变,形成严重的覆冰灾害,从而危及输电线路安全运行,这种区域称为易覆冰微地形区。利用DEM结合改进的流域分割方法在云南省巧家县开展区域易覆冰微地形分类算法研究,其分析结果为电力工程中的... 局部微地形特征会导致在冬季区域气象特征突变,形成严重的覆冰灾害,从而危及输电线路安全运行,这种区域称为易覆冰微地形区。利用DEM结合改进的流域分割方法在云南省巧家县开展区域易覆冰微地形分类算法研究,其分析结果为电力工程中的抗冰设计、防冰措施规划及覆冰监测等应用提供重要的地形数据支持。 展开更多
关键词 输电线路 dem 易覆冰微地形
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基于DEM的煤泥仓三通系统优化设计
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作者 杨再君 《煤矿机械》 2025年第2期20-23,共4页
基于三维离散元法(DEM)对煤泥仓顶部三通系统进行了仿真优化设计,分析了输送系统效能的各个影响因素以及他们之间的关系。结果表明,输送含水率为15%的物料时,采用五边形倒角结构并控制三通出口夹角大于60°的情况下,物料能有效地汇... 基于三维离散元法(DEM)对煤泥仓顶部三通系统进行了仿真优化设计,分析了输送系统效能的各个影响因素以及他们之间的关系。结果表明,输送含水率为15%的物料时,采用五边形倒角结构并控制三通出口夹角大于60°的情况下,物料能有效地汇聚与流动,转载点物料速度约为5.5 m/s。随着物料含水率的增加,物料黏度增大,转载点物料速度有所降低,但均高于输送带的速度。 展开更多
关键词 dem 三通系统 优化设计 Edem
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Morphotectonic Analyses of LiDAR-Derived DEMs:Insights into Tectonic Activity of the Xinhua Fault within the Three Gorges Area(Central China)
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作者 Xiaofeng Wang Xiaohan Yin +4 位作者 Tonghui Liu Xuan Li Hongming Wang Yaqi Zhong Gang Rao 《Journal of Earth Science》 2025年第2期823-829,共7页
0 INTRODUCTION.The global availability of digital elevation model(DEM)data,such as 90-m Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)DEM and 30-m Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global Digital ... 0 INTRODUCTION.The global availability of digital elevation model(DEM)data,such as 90-m Shuttle Radar Topography Mission(SRTM)DEM and 30-m Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global Digital Elevation Model(ASTER GDEM),has been extensively utilized in morphotectonic analyses(e.g.,Wang et al.,2024;Cheng et al.,2018;Pérez-Pe?a et al.,2010;El Hamdouni et al.,2008). 展开更多
关键词 xinhua fault morphotectonic analyses egwang three gorges area digital elevation model aster lidar derived dems tectonic activity morphotectonic analyses digital elevation model dem datasuch
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基于DEM-MBD耦合的棉花直播机仿形开沟过程机理仿真与优化试验 被引量:2
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作者 魏松 张驰海 +2 位作者 詹振宇 农峰 丁幼春 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期275-289,341,共16页
针对现有长江流域棉区麦后直播装备仿形效果差、播种深度合格指数低、播种深度一致性不理想等问题,结合长江流域棉区麦后直播棉农艺要求设计了一种独立仿形棉花直播机,在深入分析长江流域棉区麦后直播过程中仿形开沟过程基础上,采用离... 针对现有长江流域棉区麦后直播装备仿形效果差、播种深度合格指数低、播种深度一致性不理想等问题,结合长江流域棉区麦后直播棉农艺要求设计了一种独立仿形棉花直播机,在深入分析长江流域棉区麦后直播过程中仿形开沟过程基础上,采用离散元法与多体动力学耦合方法对仿形开沟作业过程进行了仿真,确定了影响种沟深度的关键结构与工作参数。利用EDEM-RecurDyn耦合仿真建立了土壤与仿形开沟装置互作模型,研究了弹簧刚度和机具作业速度对开沟深度合格指数及一致性变异系数的影响规律。以开沟深度合格指数和开沟深度一致性变异系数为评价指标进行单因素二次正交旋转组合试验,确定最优参数组合为弹簧刚度15 N/mm、作业速度0.8 m/s,最优参数组合条件下:开沟深度合格指数为86.7%,开沟深度一致性变异系数为11.6%。最优参数组合下田间试验结果为:开沟深度合格指数84%,开沟深度一致性变异系数12.80%,田间与仿真开沟深度合格指数、开沟深度一致性变异系数相对误差为3.21%、9.38%。优化后参数组合与其他组合田间试验结果为:开沟深度合格指数提高不小于6个百分点,开沟深度一致性变异系数降低不小于1.69个百分点,田间出苗效果满足长江流域棉区麦后直播作业要求。 展开更多
关键词 棉花 播种机 dem-MBD耦合 仿形机构 播种深度
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面向水文过程模拟的DEM子流域划分优化方法
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作者 朱旭 周玉良 +3 位作者 周平 吴成国 崔毅 张宇亮 《湖泊科学》 北大核心 2025年第5期1759-1770,共12页
为解决直接利用原始DEM提取的模拟河网与实际水系存在偏差、影响子流域划分的问题,论文基于区域实际影像中的河流位置,提取研究流域的主河道;依据主河道栅格高程与垂直主河道方向的洼地栅格高程之差的最大值,降低主河道所在DEM栅格的高... 为解决直接利用原始DEM提取的模拟河网与实际水系存在偏差、影响子流域划分的问题,论文基于区域实际影像中的河流位置,提取研究流域的主河道;依据主河道栅格高程与垂直主河道方向的洼地栅格高程之差的最大值,降低主河道所在DEM栅格的高程值,并采用河网密度法确定河源的最佳集水面积阈值。结合我国一级小流域面积范围标准(50~300 km^(2)),以及每个子流域出口位于河网干流上的准则,确定合适的子流域划分数量及面积,并对不同的子流域划分方案下分布式新安江模型的日模和次模结果进行比较。桃溪流域应用结果表明:将实际水系主河道所在DEM栅格的高程降低40 m,基于河网密度法确定河源的最佳集水面积阈值为0.81 km^(2)后,所提取的模拟河网更加符合实际。子流域最佳集水面积阈值为108 km^(2),划分的子流域数量为7个,子流域的平均面积为213.2 km^(2)。对主河道所在DEM栅格的高程降低处理后划分的7和11个子流域分别记为方案A和B,未对主河道所在DEM栅格的高程降低处理划分的7个子流域记为方案C。利用桃溪流域1982—2022年水文气象资料对日径流过程进行模拟(1982—2012年为训练样本,其余为验证样本),方案A、B、C在训练期的确定性系数分别为0.87、0.87、0.86,验证期分别为0.90、0.91、0.90,模拟精度基本一致。选取20场洪水进行次洪模拟,以洪峰、洪量和峰现时间误差为精度评定指标,方案A、B、C下的合格场次分别为19、19、16场;以确定性系数为精度评定指标,方案A、B、C下的平均确定性系数分别为0.93、0.94、0.93。方案A和B的洪水模拟合格率高于方案C,而划分为7个子流域的方案A相较于11个子流域的方案B在精度上无明显差异。可见对主河道所在DEM栅格进行高程降低处理,以子流域面积处于我国一级小流域面积范围标准(50~300 km^(2))内、子流域出口位于干流上的准则进行子流域划分是合理可行的。 展开更多
关键词 流域划分 河网提取 河网密度法 集水面积阈值 dem 实际水系 桃溪流域
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基于DEM的黄土塬区地貌形态类型划分方法
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作者 尤际州 周祖昊 +2 位作者 刘佳嘉 王坤 于新哲 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第2期260-266,共7页
地貌形态的精确划分是黄土高原进行土壤侵蚀研究、水沙模型模拟以及水土流失防治等工作的重要基础。系统梳理典型黄土塬区的地貌形态特征,提出一种基于数字高程模型(digital elevation model,DEM)的自动化地貌形态分类方法。该方法依托... 地貌形态的精确划分是黄土高原进行土壤侵蚀研究、水沙模型模拟以及水土流失防治等工作的重要基础。系统梳理典型黄土塬区的地貌形态特征,提出一种基于数字高程模型(digital elevation model,DEM)的自动化地貌形态分类方法。该方法依托汇水关系和地形突变原理,将黄土塬区的地貌形态划分为“塬−坡−谷”3种类型,并以甘肃省庆阳市南小河沟流域为例,基于12.5 m分辨率的DEM数据,应用提出的方法进行地貌形态分类。与遥感图像上的人工划分结果相比,该方法基于汇水关系与地形突变进行地貌形态分类,避免了在提取地貌形态面特征时需先提取线特征的复杂步骤,自动分类算法在南小河沟测试结果的总体分类精度达到88.4%,表征分类精度的Kappa系数为0.88,各种地貌形态的交并比分别为塬0.899、坡0.731、谷0.378。结果表明:提出的分类方法在典型黄土塬区具有较高的分类精度,能够有效识别“塬−坡−谷”3种地貌形态,因此具有地貌特征分析和精细化水沙模型方面的应用价值。 展开更多
关键词 地貌形态 自动分类 dem 黄土塬区 数字地形分析
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基于高精度DEM的溃坝漫堤耦合模型及淹没区敏感性分析
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作者 余再康 程井 +2 位作者 王俊珍 孔垂穗 晏卫国 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期80-88,共9页
为更准确地模拟小型水库溃坝后下游淹没区演化过程,揭示溃坝漫堤耦合机理,依托贵州省DaYJ水库,开展库区及下游行洪区的数字高程及正射影像测量工作,构建了基于高精度DEM的溃坝漫堤耦合模型,并分析了漫堤研究区洪水水深、洪水流速及洪水... 为更准确地模拟小型水库溃坝后下游淹没区演化过程,揭示溃坝漫堤耦合机理,依托贵州省DaYJ水库,开展库区及下游行洪区的数字高程及正射影像测量工作,构建了基于高精度DEM的溃坝漫堤耦合模型,并分析了漫堤研究区洪水水深、洪水流速及洪水严重性对堤防高度的敏感性。结果表明:与单溃坝模型相比,溃坝漫堤耦合模型能更真实地模拟下游淹没范围随时间的变化情况;堤防高度不超过1m时,洪水容易产生漫堤,堤防高度在1.5m左右时,堤防由漫堤向不漫堤过渡,堤防高度大于或等于1.7m时,完全不发生漫堤,洪水主要从堤防尽头绕堤淹没居民区;随着堤防高度的增加,洪水到达时间、0.3m水深出现时间和最大流速出现时间均发生延后,漫堤研究区的最大流速与最大洪水严重性整体有所降低并趋于均匀。 展开更多
关键词 高精度dem 溃坝 洪水演进 漫堤 洪水敏感性分析
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DEM对SBAS-InSAR形变监测和几何畸变识别的影响分析
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作者 张卓普 张晨晰 +3 位作者 于志刚 张光辉 杨绪 刘春雨 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第10期1013-1019,共7页
以山东中部丘陵露天矿区为研究区域,在对比SRTM-1、SRTM-3、ALOS-DEM、ASTER-GDEM和LiDAR-DEM高程精度的基础上,分析不同DEM及DEM的高程精度和空间分辨率对SBAS-InSAR形变监测效果和几何畸变识别的差异。结果表明,相较于空间分辨率,DEM... 以山东中部丘陵露天矿区为研究区域,在对比SRTM-1、SRTM-3、ALOS-DEM、ASTER-GDEM和LiDAR-DEM高程精度的基础上,分析不同DEM及DEM的高程精度和空间分辨率对SBAS-InSAR形变监测效果和几何畸变识别的差异。结果表明,相较于空间分辨率,DEM的高程精度在形变监测中起到了更为关键的作用,是影响监测精度的重要因素;同时,DEM的高程精度与空间分辨率均会对阴影、叠掩区域的识别产生显著影响。本文结果为后续在复杂地形中进行时序形变监测提供了DEM数据选择的支持。 展开更多
关键词 SBAS-InSAR dem 露天矿 几何畸变 形变精度
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基于DEM模拟的不同初始含水率条件下黏性土细观力学劣化机制研究
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作者 赵景锋 车德龙 +2 位作者 赵二平 章涵 唐加林 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第3期119-127,135,共10页
为揭示水对黏性土宏观变形特性影响的细观力学机制,结合室内三轴压缩试验结果,借助颗粒流软件PFC3d,从细观尺度研究了不同初始含水率条件下黏性土压缩破坏的力学机制。结果表明:所建立的DEM模拟结果可以反映不同初始含水率条件下土体的... 为揭示水对黏性土宏观变形特性影响的细观力学机制,结合室内三轴压缩试验结果,借助颗粒流软件PFC3d,从细观尺度研究了不同初始含水率条件下黏性土压缩破坏的力学机制。结果表明:所建立的DEM模拟结果可以反映不同初始含水率条件下土体的力学性能;土体的峰值强度、切线弹性模量、黏聚力和内摩擦角均随含水率的增加而降低;随着轴向应变的增加,在试样两端产生较大位移量,中部区域产生较小位移,同时在中部区域形成剪切带,土体表现为“先剪缩,后剪胀”的变形特点。并在围压施加完成时,颗粒接触法向各向异性较小,但随着土体达到峰值状态,颗粒体系的接触法向表现出较强的各向异性;剪切过程中试样微裂纹发展经历了零发展,快速发展和缓慢发展阶段,并且剪切裂纹占主导地位;模型中边界能量随着剪切的持续,大部分转化为弹性应变能,小部分转化成阻尼能。研究可为探索不同初始含水率下土体压缩变形破坏行为提供一种新思路。 展开更多
关键词 黏性土 dem 力学机制 细观力学特性
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