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《基于栅格DEM的地形特征提取与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第33卷第6期测绘科学Vol133No162008年11月ScienceofSurveyingandMappingNov1基于栅格DEM的地形特征提取与分析¹º¹原立峰,李发源,张海涛(¹南京邮电大学通信与信息工程学院,南京210003;º南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,南京210046)=摘要>以陕北延安地区燕儿沟流域为实验样区,运用比较分析法和数理统计法进行基于栅格DEM的地形特征提取和分析,以及DEM分辨率对地形特征的影响,并计算和比较了地形特征的空间统计分布。研究表明:一个相对真实的DEM能够通过修改生成DEM的基本材料,以及对DEM进行再加工而获
2、得。由于DEM分辨率的不同,由此得到的地形特征值(如坡度、地形指数、河网密度等)在统计特性上也会随之变化。随着DEM分辨率的降低,坡度减小,地形坦化,地形指数均值变大,流域总面积变大,子流域数量减少,河流总长度减小,河网密度降低。=关键词>DEM;地形特征;DEM精度;流域=中图分类号>P208=文献标识码>A=文章编号>100922307(2008)0620086203DOI:1013771/j1issn1100922307120081061029DEM对于模型模拟的结果是精细的,但是目前的技术条件1引言下不易达到,有时甚至是一种资源浪费;而低分辨率的数字高程模型
3、(DEM)目前已经被广泛地运用到分布式DEM有时又不能满足模拟的要求。为此,本文以陕北地区水文模拟、侵蚀产沙过程模拟、土壤制图、边坡稳定性分延安燕儿沟流域为研究对象,利用美国ESRI公司开发的[125]析和洪水灾害预测等许多相关地学分析领域。由DEMArcGIS软件作为数字地形分析工具,研究基于栅格DEM的提取得到的地形特征可以分为两类:原生特征和次生特征,流域地形特征的提取与分析方法,以及DEM精度对于地形例如坡度、坡向、水流方向、上游集水面积、河网分布,特征的影响,探讨了DEM分辨率对于流域地形特征的[6]以及流域边界、地形指数ln(A/tanB)等。影响。一般
4、来说,DEM中的地形信息可以分别以三种不同的2数据和方法形式存储和表现:规则格网(Grid)、不规则三角网(TIN)和[7]等高线。虽然TIN和等高线形式的DEM在某种情况下更211研究区域适合表现真实的地表形态,但是由于栅格DEM具有数据结研究区域位于陕北延安地区燕儿沟流域,北纬36b31c[8]2构简单、较好的兼容性因而被广泛采用。栅格DEM以离~36b33c,东经109b27c~109b30c,选取面积12km,海拔散格网来表示真实的连续地面,必然存在表达上的误差。98415m~127612m,平均海拔110614m,地势由东南向西北由DEM提取的地形特征也只
5、能是地表真值的一个近似。本逐渐降低,区内地形破碎,属于典型黄土丘陵沟壑地貌类文选用栅格DEM来进行地表特征提取结果的差异性研究。型区。目前,国内外已有不少学者对DEM的误差来源、误差212数据准备检验、误差可视化和误差校正等方面进行了大量的研究。研究区域信息源主要包括:¹1B50000地形图(等高距DEM的误差来源主要包括以下四个方面:地形表面特征、20m,高斯克里格投影,北京54坐标系,单位:m),见图DEM原始数据的精度、DEM表面的建模方法、DEM表面1a;º以地形图为基础生成的DEM(20m@20m),见图1b;[9210]自身的特性。对DEM生成过程中的插
6、值算法和应用»经过几何校正的1B10000彩红外航空正射影像图作为流DEM提取地形特征的算法也进行了研究,有学者认为要形域特征提取的参照资料,见图1c。[11213]成普适性的最佳DEM表面建模方法是非常困难的。DEM描述的空间变化受数据源、地形图比例尺以及数据分辨率的影响。假定建立DEM的数值算法是稳定、精确的,并且采用一致比例尺的地形图,那么,利用栅格DEM进行地学过程分析的一个关键因素就是栅格大小的选取,也就是DEM的分辨率。事实上,不同尺度的流域或水文模型,以及不同的模拟目的所需要DEM的分辨率是不同的。虽然高分辨率的图1研究区主要信息源由于地形图上表示黄土
7、地貌峁顶的等高线是闭合的,作者简介:原立峰(19782),男,山西表示谷底的等高线分布又十分稀松,这些特征造成在生成太原人,南京邮电大学通信与信息工程DEM时会产生很多平坦区域。因此,在数据处理时,将地学院讲师,博士,2006年在中国科学形图扫描并矢量化生成两个图层:等高线层和高程点层。院成都山地灾害与环境研究所获理学博然后利用离散的高程点层来修正由等高线插值生成的TIN士学位,中国地理学会会员,主要研究数据结构。方向为地理建模、遥感和GIS应用、利用上述方法生成的DEM还是不能完全消除研究区WebGIS等。内所有的洼地和平坦区域。含有洼地的DEM所生成的E2m
