本书作者多次深入三江源腹地的进行科学考察，并获取了大量第一手的野外实测数据，特别是青藏高原典型湖泊无人船水下地形测量、无人机高原地形地貌航测以及水文监测，为本文的研究奠定了坚实的基础，结合可可西里湖泊扩张引起的盐湖水患治理工程引起，在青海省重点研发计划支持下，取得了一系列成果。

（1）提出了基于空天地水的青藏高原DEM协同方法：建立了面向青藏高原特殊地理环境，集成卫星遥感、UAV-SFM、地面实测和船载水深测量等的多维协同体系，并采用GNSS星站差分技术，构建了统一地理空间基准，实现了空天地水多源DEM数据的融合，扩大了数据覆盖范围，提升了高程精度和空间分辨率，为青藏高原河湖系统建模与演变分析，提供了一种有效的地形地貌数据获取方法。（2）提出了基于数学形态学的青藏高原内流区湖泊水文连通性建模方法：基于区域增长算法提取内流区湖泊，采用标记控制的分水岭分割方法建立湖泊分水线，计算相邻分水线的*小溢出点高程建立漫溢邻接矩阵，利用改进Priority-flood搜索算法构建湖泊级联漫溢模型，通过森林结构图实现建模结果的可视化。构建的青藏高原内流区融合型湖泊和瀑布型湖泊等漫溢级联模型，从地形特征上阐明并揭示了全球变暖下，内流区湖泊的水文连通性演变特征，分析了突变和早期信号，为青藏高原内流区湖泊水文连通性建模与分析，提供了一种数据结构简单、算法高效、易于编程实现、可视化程度高的新方法。（3）提出了基于DEM+先验知识的青藏高原外流区河网水系提取方法：针对D8算法在平坦地形条件下，容易出现迷失水流方向问题，将水文地貌特征信息作为先验知识进行辅助引导，从概念模型及其相应数学建模与实现方法，建立了集成DEM与先验知识的数字高程扩展模型DXM（Digital elevation-eXtended Model），提出了基于DXM的河网水系提取方法。青藏高原外流区可可西里河网水系提取实验表明，这种“DEM+先验知识”模式的DXM，利用水文地貌先验知识对DEM进行了扩展，能够

1绪论11.1研究背景与意义11.1.1青藏高原内流区湖泊群的重要性11.1.2全球变暖对青藏高原内流区湖泊系统的影响21.1.3青藏高原内流湖扩张漫溢外流的危害性31.1.4研究目的与意义41.2国内外研究现状51.2.1青藏高原水文系统研究进展51.2.2DEM数据获取研究进展61.2.3湖泊网络建模研究进展81.2.4河网水系建模研究进展91.2.5青藏高原湖泊漫溢溃决研究进展111.3青藏高原河湖系统研究中存在的问题121.4研究内容与研究思路131.4.1研究内容131.4.2研究思路142基于空天地水的青藏高原DEM协同方法182.1基于卫星遥感的大范围DEM获取方法182.1.1基于GNSS的DEM高程测量182.1.2基于光学立体像对获取DEM202.1.3基于InSAR获取DEM232.2基于SFM的超精细DEM获取方法252.2.1运动恢复结构(SFM)摄影测量252.2.2基于无人机的SFM数据采集282.2.3SFM数据处理292.2.4基于SFM获取高分辨率DEM322.3基于船载测深系统的水下DEM获取方法332.3.1水下DEM测量原理332.3.2船载水下DEM采集与处理342.4空天地水多源DEM数据的协同体系构建352.4.1青藏高原DEM数据获取方式分析352.4.2河湖系统建模与仿真对DEM数据的需求分析372.4.3构建DEM数据协同获取体系382.5青藏高原空天地水多源DEM数据集成402.5.1开源DEM数据的融合集成402.5.2空天地水多源DEM数据的数学基础统一402.6本章小结423基于数学形态学的内流区湖泊水文连通性建模方法433.1数学形态学原理433.1.1数学形态学基础433.1.2测地数学形态学453.1.3影响区域与骨架线463.2数学形态学视角下的DEM水文建模方法483.2.1基于测地重建的DEM洼地填充483.2.2基于区域生长的DEM平地检测方法513.2.3基于淹没模拟的分水岭变换523.3基于数学形态学的湖泊级联关系建模方法573.3.1湖泊级联关系的数学模型573.3.2建模思路与计算流程593.3.3基于平地检测的湖泊识别603.3.4基于标记控制形态学分割的分水岭提取613.3.5基于骨架线的湖泊漫溢邻接矩阵构建623.3.6基于改进Priorityflood算法的湖泊漫溢级联结构建模623.4青藏高原内流区湖泊群水文连通性建模663.4.1研究区域与数据663.4.2大型湖泊识别结果663.4.3DEM分水岭分割结果673.4.4湖泊群漫溢级联森林结构图构建及水文连通性分析673.4.5与Barnes的线索二叉树建模方法的比较693.5本章小结704基于DEM与先验知识的外流区河网水系提取方法714.1集成DEM与先验知识的DXM构建方法714.1.1DXM概念模型：从高程到高程与先验知识的集成714.1.2DXM栅格化与语义化734.1.3基于DXM的河网水系提取方法744.2基于UAVSFM的研究区DEM数据与先验知识获取804.2.1青藏高原盐湖漫溢外流区数据获取804.2.2基于UAVSFM的研究区影像数据采集824.2.3研究区像控网布设及RTX测量844.2.4空天地水协同的研究区DEM和DOM数据生成854.2.5研究区DEM和DOM数据精度评价874.3基于不同DXM的研究区水文要素提取884.3.1DXM实验方案设计与构建884.3.2基于不同DXM实验方案的研究区河网水系提取894.3.3基于不同DXM实验方案的研究区分水岭提取914.3.4基于DXM的河网水系提取精度评价934.3.5讨论974.4本章小结1005内流区湖泊漫溢溃决风险评估及外流模拟分析1015.1基于级联结构的内流区湖泊漫溢溃决外流预测评估1015.1.1内流湖漫溢溃决外流预测评估的级联规则1015.1.2青藏高原内流湖漫溢溃决外流可能性分布图1025.1.3可可西里四湖漫溢溃决外流验证分析1045.2可可西里四湖流域尾闾湖潜在溢出口分析1095.2.1内流区与外流区分水岭提取1095.2.2盐湖潜在溢出点提取1095.3盐湖漫溢溃决外流数值模拟1115.3.1湖泊漫溢溃决外流数学模型构建 1115.3.2二维浅水波水动力学模型求解1125.3.3湖泊漫溢溃决外流水力参数计算1145.4盐湖漫溢溃决外流洪水模拟计算1155.4.1计算区域1155.4.2盐湖容积计算1165.4.3溃决洪水模拟计算1185.5盐湖漫溢溃决外流风险应对措施建议1215.6本章小结1226总结与展望1236.1本书研究工作总结1236.2本书特色与创新1256.3展望126