不同空间分辨率dem数据提取图斑坡度值精度研究

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1、不同空间分辨率DEM数据提取图斑坡度值精度研究和万荣，罗志青昆明理工大学国土资源工程学院，昆明，650093摘要：本研究以曲靖市沾益县内不同比例尺地形图和一些实测数据为信息源，分析不同分辨率DEM计算图斑坡度的精度；分析比较并确定生成DEM的网格大小、分析不同分辨率DEM在不同软件平台下计算图斑坡度的精；分析坡度对图斑坡度精度计算的影响。为实际应用DEM提供了一定的方法。关键词：DEM；不同分辨率；坡度值；精度；ARCGIS；MAPGISTheStudyonthePrecisionofSlopeD

2、erivedworthsFromDEMDateWithDifferentSpatialResolutionsHeWan-rong，Zhi-qing(FacultyofLandResourceEngineeringKunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093)Abstract:TheStudingbasedondifferentscaletopographymapandSurveydateaoftheCountyZhan-yiQuJing

3、.AnalysistheprecisionofslopederivedfromDEMwithdifferentspatialresolution;AnalysisthegridsizeofDEManddeterminesit;NextanalysistheprecisionofslopeworthgetfromDEMwithdifferentspatialresolutionondifferentsotfwareplatform;Lastanalysistheinfluenceofcalculat

4、ionslopeprecisionfromslope.OffercertainmethodtouseDEMonproducelife.KeyWords:DEM；Differentresolution；Slopeworths;Precision;ARCGIS;MAPGIS0引言地面坡度（简称坡度）是对地面倾斜程度的定量描述，也是一个基本的地貌[1]形态指标。目前，在实际应用中最常用的DEM有三种类型：规则网格（GRID），不规则网格（TIN）及数字等值线图。而生产DEM的主要方法是利用地形图数字化等

5、高线和高程点信息来生成DEM。这样不同比例尺的地形图的等高距就不同，生成DEM的精度就不同，此外，生成DEM的过程中，不同的软件采用的内插方法不同，生成的DEM精度也不同。DEM生成后，不同软件采用的计算地面坡度的算法不同，生成图斑的平均坡度的算法也有不同。那么，具体采用何种等高距的等高线生成的DEM数据、采用哪种软件所计算出来的图斑的平均坡度的精度最高，就成了各种土地利用、地形分析、水文模型、滑坡监测与分析、地表物质运动、土壤侵蚀研究者所关心的问题。然而，目前关于对土地利用图斑坡度精度的研究不是

6、太多，并不能对上述问题作出全面的回答。再者，因研究区的限制，没有提出比较通用的方法。因此，本研究将对提高土地利用图斑坡度计算的精度具有重要意义，也将对其他应用DEM的行业和部门有借鉴意义。1实验样区信息及基本原理1．1实验样区信息实验样区位于云南省东北部，地理坐标在东经103°45′00″——103°52′30″，北纬25°45′00″——25°47′30″之间，行政区划属于沾益县。坡度类型满足研究要求。研究采用等高距分别为5m等高距、10m等高距和20m等高距，来自国家测绘部门编制的1：1万、1

7、：5万地形图和地方测绘部门的1：5千地形图数据作为数据基础，通过内差得到15mDEM数据。以实测的图斑坡度数据作为基准，比较分析5m、10m、15m、20m分辨率的DEM计算图斑坡度精度的高低及ARCGIS软件平台和MAPGIS软件平台计算图斑坡度精度的高低。得出最佳的坡度计算方法。本文还分析了坡度大小对DEM计算图斑坡度精度的影响。1．2基本原理地面上某点的坡度是地形曲面函数Z=f(x,y)在东西、南北方向上高程变化率的函数,即22Slope=arctanf+f式(1)xy式中，f是X方向高程变

8、化率，f是Y方向高程变化率。由式(1)知，求解地表xy某点的坡度，关键是求解f和f。格网DEM是以离散形式表示地曲面且曲面函xy数未知，因此在格网DEM上对f和f的求解，是在局部3x3移动窗口中(如图1xy所示)v5v2v6v1vv3v8v4v7通过数值微分方法或局部曲面拟合方法进行。AGRGIS和MAPGIS软件计算坡度采用的都是三阶差分算法，但各平台对f和f的计算方法不尽相同。其中xyARCGIS采用的是三阶反距离平方权差分即算法1，MAPGIS采用的是三阶反距离权差分即算法2