推荐期刊投稿
&&&免费论文
&&&收费论文
&&&浏览历史君，已阅读到文档的结尾了呢~~
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
【豆丁-精品】-一种面向地貌因子的光照模型
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口基于不同精度DEM的黄土丘陵沟壑区地形指标提取误差分析--职称论文发表网
当前位置： >>
基于不同精度DEM的黄土丘陵沟壑区地形指标提取误差分析
摘要 在宁夏盐池县南部黄土丘陵沟壑区以1：5万和1：10万地形图制作的DEM为研究对象，以ARC/INFO地理信息系统软件为基本技术平台，分别提取了地面坡度及坡向、平面曲率、剖面曲率4种地形指标，并进行了对比分析。研究结果表明，两种精度DEM在黄土丘陵沟壑区地形指标的提取上均不同程度存在着误差。提出了运用负地形法从DEM提取平面曲率的方法。研究成果对于DEM精度估算与误差纠正有一定的指导意义。关键词 数字高程模型； 地形指标 ；误差分析；地理信息系统&&&&&& An Error Analysis of Terrain Features Based on DEM with Different Precision in Yanchi county&&&&&&&&&&&&&&& JIA Zhicheng1，YANG Guang2(1．College of Water Conservation，Shenyang Agricultural University, Shenyang& 110161 ；2．College of Soil and Water Conservation，Beijing Forestry University，Beijing 100083)Abstract& Take DEMs which were made from the topographic maps of 1:50000 and 1:100000 map scaled as study cases．Derived the Terrain Slope and aspect, plane curvature, profile curvature from DEMs, compared and analyzed these features. Taking the south mountain area of Yanchi county as a test area and ARC/INFO as a main working platform. The results shows different errors can be found in these features derived from two precision DEM. Bring forward a kind of method to derived plane curvature from DEM using negative terrain method. The results of this study can be used to guide the error-rectifying and the accuracy-evaluation of the DEMs in practical applications.Key Words& Digital Elevation Model； Terrain Features； Error& Analysis；Geographic Information System
数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM），是以数字的形式按一定结构组织在一起，表示实际地形特征空间分布的模型 [1]，是地理信息系统地理数据库中最为重要的空间信息资料和进行地形分析的核心数据系统，在测绘、资源与环境、灾害防治、国防等与地形分析有关的科研及国民经济各领域发挥着巨大的作用。从理论上讲，DEM分辨率愈高，意味着地面布设的高程采样点越多，地形模拟的精度就愈高。但是DEM数据量随分辨率的增加而呈几何级数增加，选择满足应用精度要求又充分顾及计算机容量与处理能力的最佳DEM分辨率，无疑是科学家一直追求的目标[2]。以地形图作为基本信息源建立DEM仍然是最常用的方法之一[3]，制作DEM的地形图比例尺选取适当，既能达到理想的分析结果，又能节省大量工作量。本文主要利用盐池县1:5万及1:10万地形图矢量化后制作的DEM，提取不同地形指标进行误差分析，以期为DEM数据采集及精度评价提供技术支持和科学依据。1 研究区域地理概况研究区域位于宁夏盐池县南部黄土丘陵沟壑区，海拔米，是我国黄土高原西部边缘部分，也是陇东黄土地貌北部边缘，山峦起伏，沟壑纵横，水土流失严重。2 研究方法2．1 数字高程模型的建立本研究是在ESRI的ARC/INFO地理信息系统支持下进行的，分别采用了等高距为20米的1：100000地形图26幅及等高距为10米的1：50000地形图9幅。首先利用矢量化软件对不同比例尺地形图等高线进行矢量化，并建立空间拓扑关系与投影系统，将矢量线图转换成TIN数据结构，并进行空间插值，然后将TIN数据结构转成栅格数据结构形成DEM数字影像图，栅格大小均取30m×30m。提取出盐池县南部黄土丘陵沟壑区面状区域作为裁剪DEM研究区的掩膜，利用ARC/INFO空间分析模块栅格计算器结合分析掩膜，对两幅DEM影像进行裁剪，形成研究区的DEM影像图。2．2 地形指标的提取2．2．1 坡度、坡向坡度定义为水平面与局部地表之间的正切值[2]。它包含两个成分：斜度—高度变化的最大值比率（常称为坡度）；坡向—变化比率最大值的方向。坡度和坡向的计算通常使用3*3窗口，窗口在DEM高程矩阵中移动后，完成整幅图的计算[4]。利用ARC/INFO可以自动生成坡度，图例采用的是等间距分类，并不一定满足个人需要，可以利用空间分析模块中的重分类功能，按照需要的标准来划分坡度。本研究将坡度划分为7类，即0-5°、5-8°、8-15°、15-25°、25-35°、35-45°、&45°。将坡向划9类，即0°(平地)、337.5°-22.5°(北)、22.5°-67.5°(东北)、67.5°-112.5°(东)、112.5°-157.5°(东南)、157.5°-202.5°(南)、202.5°-247.5°(西南)、247.5°-292.5°(西)、292.5°-337.5°(西北)。2．2．2 平面曲率提取平面曲率指的是地面上任一点位地表坡向的变化率，它是一个反映等高线弯曲程度的指标，可以反映出地表所有的山脊线、山谷线。根据平面曲率的定义，平面曲率就是对DEM层进行坡向的提取，然后再对这个坡向提取坡度。由于在提取平面曲率时存在北坡误差，因此需要用负地形对北坡引起的误差进行消除。假设由DEM提取的平面曲率为A，由负地形提取的平面曲率为B，则消除北坡误差的计算公式为：（（A+B）－abs（A+B））/2。2．2．3 剖面曲率的提取剖面曲率是地面上任一点位地表坡度的变化率，或者称为高程变化的二次导数。根据定义，剖面曲率的提取实际上是对DEM层两次求坡度，即”slope of slope”。3 结果与分析为了便于对比分析，将以1:10万20米等高距地形图为基础建立的DEM记为DEM20，以1:5万10米等高距地形图建立的DEM记为DEM10，并以DEM10作为基础数据，对比分析DEM20的精度变化。为了制图方便，图中的横坐标的序号分别与相应表中的不同地形指标分级相对应。3．1 提取地面坡度、坡向精度分析分别对DEM10与DEM20提取地面坡度，对各级别数量及相关参数进行统计的结果见表1（统计单位为栅格数）。表1 坡度分级对比表Tab.1 Comparison of slope grade 分级标准（°）&&5&5—8&8—15&15—25&25—35&35—45&&45DEM10&860&188&&590DEM20&848&651&&374损失量&88&-7&-4&-216表1显示，在0-5°及5-8°损失量为正，说明DEM20在0-5°及5-8°的栅格数增大。8-15°、15-25°、25-35°、35-45°及＞45°损失量为负，说明DEM20在这些坡度分级中栅格数减小。随着坡度的增大，栅格损失量绝对值总体上呈减小的趋势，只是在15-25°间略有增大。同时可以看出，该地区的坡度大多集中在35°以下，占全区总面积的90%以上，说明盐池县南部山区虽然属于黄土丘陵沟壑区，地势有一定的起伏，但相对缓和。为了便于观察规律，做出坡度分级面积百分比折线图（图1）。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图1 坡度分级对比图&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Fig.1 Comparison of slope grade 由图1可以看出，DEM10与DEM20所提取的坡度分级面积百分比总体变化趋势一致，在第1级分类中二者差异较大，相差14.61%。其它几级分类中差异相对较小。主要是由于坡度较缓的地区，其等高线间的水平距离较大，在进行空间插值建立DEM时误差增大，较低精度的DEM对地形的概括作用也较大。表2为不同精度DEM提取坡向分级对比表（统计单位为栅格数）。
表2坡向分级对比表Tab.2 Comparison of aspect grade坡向分级&平地&北向&东北向&东向&东南向&南向&西南向&西向&西北向DEM10&109&516&094&746&155617DEM20&442&563&534&732&156351损失量&667&-&&-3&734由表2可以看出，平地、东向、东南向、西北向栅格损失量为正，其它坡向栅格损失量为负，平地处栅格损失量最大，其原因是随着DEM精度的降低，其对地形的概括作用增大，对于较缓和的坡度，概括成了平地，导致平地栅格损失量大幅度增加。图2为不同精度DEM提取坡向面积百分比折线图。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图2坡向分级对比图&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Fig.2 Comparison of aspect grade 从图2可以很直观地看出，第1级代表的平地差异较大，相差7.04% ,其它各级指标相差相对较小。除平地外，DEM20提取的坡向与DEM10提取的坡向相比，整体上呈偏小的趋势，但差距较小。因此，对于地形起伏较大地区，为节省工作量，在一定的精度范围内，可以用DEM20近似代替DEM10。3．2 提取平面曲率精度分析&&&& 表3为平面曲率分级对比表（统计单位为栅格数）。表3 平面曲率分级对比表Tab.3 Comparison of plane curvature grade平面曲率/度&0-10&10-20&20-30&30-40&40-50&50-60&60-70&&70DEM10&068&403&010&60DEM20&545&955&36&损失量&7&-1&-5&-6由表3可以看出，在平面曲率为0-10°及10-20°的分级中，栅格损失量为正，其它分级中，损失为负，且栅格损失量在0-10°的分级中达到最大。说明在坡向变化过程中,对于变化较缓和的地方，精度越低的DEM对地形的概括作用越大，丢失的栅格信息越多。为了便于直观比较分析，将不同分级平面曲率所占的面积百分比绘制如图3所示。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图3 平面曲率分级对比图&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Fig.3 Comparison of plane curvature grade图3直观显示，在平面曲率在第2、3级分类中，DEM10与DEM20面积百分比相接近，其余分级中，二者的差距较大。因此在利用地形图建立DEM提取平面曲率时，尤其是提取变化较缓和的平面曲率时，在条件允许的情况下，要尽可能采用高分辨率的DEM，否则会丢失较多的有用信息。3．3 提取剖面曲率精度分析分别对DEM10与DEM20提取剖面曲率，统计结果见表4（统计单位为栅格数）。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 表4 剖面曲率分级对比表&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& Tab.4 Comparison of Profile curvature grade剖面曲率/度&0-5&5-10&10-15&15-20&20-25&25-30&30-35&35-40&&40DEM10&255&88&&DEM20&000&&8&129&39损失量&&-3&-&-12&23表4显示，剖面曲率在0-5°及＞40°时栅格损失量为正，而＞40°的剖面曲率由于栅格量较小，可以忽略不计，其余分级中，栅格损失量为负。0-5°时栅格损失量达到最大值。同时可以看出，该地区的剖面曲率主要集中在0-5°、5-10°，不同精度下均占研究区域的80%以上。4 结论与讨论通过对黄土丘陵沟壑区不同精度DEM提取的地面坡度及坡向、平面曲率、剖面曲率4种地形指标比较分析，得出：两种精度DEM在黄土丘陵沟壑区提取地形指标时，都不同程度存在误差，且地势越平坦的地区，由于低精度的DEM对地形的概括作用较大，表现出的误差也较大。虽然1：10万地形图制作的DEM中有些地形指标损失较大，但这些信息损失都是有规律可寻的，可以用图谱方式表示其规律性，并可望推导出数学公式。本研究着重探讨了1：5万及1：10万地形图建立的DEM在提取地面坡度、坡向、平面曲率及剖面曲率指标上存在的误差，研究区域局限于黄土丘陵沟壑区，使研究结果具有一定的片面性，今后,在多种地貌类型区选样时,用各种不同比例尺DEM作分析,将会得到更全面、更有价值的研究成果。参考文献：[1] 王秀云，陈晔，舒强等．溧水县DEM的建立及坡面土地面积的提取[J] ．安徽农业科学，2006，(15)：63～69．[2] 吴信才．地理信息系统原理与方法［Ｍ］．北京：电子工业出版社，9．[3] 汤国安，赵牡丹，李天文等．DEM提取黄土高原地面坡度的不确定性[J] ．地理学报，）：824-830．[4] 陈楠，汤国安，刘咏梅等．基于不同比例尺的DEM地形信息比较[J] ．西北大学学报）237～240．[5] 武法东，付宗堂，王小牛等．地理信息系统基本原理[M] ．北京：电子工业出版社，2001．
&&& 广而告之
&&& 最新文章&
&&& 阅读排行
&&友情链接：欢迎交换链接。
所有论文、资料均源于网上的共享资源以及一些期刊杂志，所有论文仅免费供网友间相互学习交流之用，请特别注意勿做其他非法用途。
如有侵犯您的版权或其他有损您利益的行为，请联系指出，论文网会立即进行改正或删除有关内容
中国职称论文发表网　 All Rights Reserved　&【dem】ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线）_牛宝宝文章网|【dem】ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线）专题：[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线）——简介DEM的应用包括：坡度：Slope、坡向：Aspect、提取等高线、算地形表面的阴影图、可视性分析、地形剖面、水文分析等，其中涉及的知识点有：a)对TIN建立过程的原理、方法的认识；b)掌握ArcGIS中建立DEM、TIN的技术方法。（对于这两步的教程本人之前有做过，下面教程不会再重复）c)掌握根据DEM 计算坡度、坡向的方法。d)理解基于DEM数据进行水文分析的基本原理。e)利用ArcGIS的提供的水文分析工具进行水文分析的基本方法和步骤。下面开始教程：[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线）——知识点软件准备：ArcGIS Desktop 10.0---ArcMap(3D Analyst模块和spatial analyst模块)数据：DEM和TIN（使用由本人前面的教程【ArcGIS地形分析--TIN及DEM的生成，TIN的显示】得到的结果数据。原始数据下载：/s/1GGzT2[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线）——详细知识[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线） 一建议先看【ArcGIS地形分析--TIN及DEM的生成，TIN的显示】经验教程，因为本经验教程的数据使用的是此经验的最后结果数据！（数据会提高下载，另外本人使用的版本是10.1英文版，不过教程步骤为中文的，本人翻译过来，方便大家！有些地方和9.3差别很大，和10.0差别不大）[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线）——DEM应用之坡度：Slope[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线） 一首先，(1)新建地图文档，加载【ArcGIS地形分析--TIN及DEM的生成，TIN的显示】经验教程中得到的DEM数据：TINGrid(2)在【ArcToolbox】中，执行命令[3D Analyst工具]——[栅格表面]——[坡度]， 参照下图所示，指定各参数：[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线） 二执行后，得到坡度栅格Slope_tingri1：坡度栅格中，栅格单元的值在[0 -82] 度间变化[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线） 三右键点击图层[Slope_TinGrid]，执行[属性命令]，设置图层[符号系统]，重新调整坡度分级。将类别调整为5，点[分类]按钮，用手动分级法，将中断值调整为：8，15，25，35，90。[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线） 四【下面计算剖面曲率】在【ArcToolbox】中，执行命令[3D Analyst工具]——[栅格表面]————[坡度]。按如下所示，指定各参数。得到剖面曲率栅格：[Slope _Slope]如图[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线）——DEM应用之坡向：Aspect[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线） 一打开【ArcToolbox】，执行命令[3D Analyst工具]——[栅格表面]——[坡向]，按下图所示，指定各参数：[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线） 二执行结果为（得到坡向栅格：[Aspect_tgrid]）：[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线） 三【以下计算平面曲率】：在【ArcToolbox】中，执行命令[3D Analyst工具]——&[栅格表面]——&[坡度]，按下图所示，指定各参数，按下图所示指定各参数：[dem]ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线） 四执行后生成平面曲率栅格[Slope_Aspect]：转载请保留本文连接：分享到：相关文章声明：《【dem】ArcGIS教程之DEM的应用（坡度坡向、提等高线）》由“曌嫣嫣”分享发布，如因用户分享而无意侵犯到您的合法权益，请联系我们删除。TA的分享 上传我的文档
 下载
 收藏
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
正在努力加载中...
基于DEM的区域地形坡度分级图制作
下载积分：1099
内容提示：基于DEM的区域地形坡度分级图制作
文档格式：PDF|
浏览次数：50|
上传日期： 10:18:04|
文档星级：
该用户还上传了这些文档
基于DEM的区域地形坡度分级图制作
官方公共微信