数字高程模型共14页.docx

数字高程模型共14页.docx

《数字高程模型共14页.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字高程模型共14页.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

数字高程模型共14页

本科学生综合性实验报告

姓名　学号

专业地理信息系统班级11级＿

实验课程名称数字高程模型

实验名称坡度等地形因子提取的不确定性研究

指导教师及职称

开课学期2014至＿2015学年＿上学期

云南师范大学旅游与地理科学学院编印

一、实验准备

实验名称：

坡度等地形因子提取的不确定性研究

实验时间：

2014年10月

实验类型：

□验证实验□综合实验□设计实验

1、实验目的和要求：

实验目的：

了解坡度、坡向等地形因子的提取原理，分析坡度、坡向等地形因子提取的不确定性

实验要求：

熟悉利用ARCGIS软件平台进行基本地形因子提取的方法，掌握利用数理统计的方法对提取的地形因子数据进行比较分析的方法。

DEM数据的格网分辨率、精度、因子提取算法等对各因子的提取结果都有影响。

本次实验以坡度、坡向等地形因子为例，基于30mASTERGDEMV2数据，通过resample得到30m、60m、90m、…等格网分辨率的系列DEM数据，分别基于这些数据提取坡度、坡向等地形因子，通过对比坡度直方图及各个统计数据的变化特征来分析坡度、坡向等地形因子提取的不确定性。

2、实验方法步骤及注意事项：

1）DEM网格计算。

Arctoolbox---DataManagementTools---rasterprocessing----rasampe

将DEM数据分为30M，60m,90m，100m。

2）计算坡度

地面某点的坡度是过该点的切平面与水平地面的夹角，是高度变化的最大值比率，表示了地表面在该点的倾斜程度。

基于DEM数据，利用Arcgis的Slope工具提取坡度。

分别计算不同分辨率30、60、90、100的坡度图。

如下图所示为30M、100M的坡度分布图。

30m100m60m90m

提出的坡面特征分析的自然地域导向表，将坡度重分类为0°～3°，3°～5°，5°～15°，15°～25°，25°～30°，30°～45°，＞45°七级。

重分类结果如下图所示：

30M60M90M100M

3）坡向计算

地面任何一点切平面的法线在水平面的投影与过该点的正北方向的夹角成为该点的坡向。

坡向是决定局部地面接收阳光和重新分配太阳辐射量的重要地形因子之一，直接造成局部地区气候特征的差异。

坡向还直接影响到诸如土壤水分、地面无霜期以及作物生长适宜性程度等多项重要的农业生产指标。

坡向图：

30m60m90m100m

4）坡向重分类

利用Arcgis的表面分析工具提取坡向，再用重分类将坡向分为平坦（－1），北（0°-22.5°，337.5°-360°），东北（22.5°-67.5°），东（67.5°-112.5°），东南（112.5°-157.5°），南（157.5°-202.5°），西南（202.5°-247.5°），西（247.5°-292.5°），西北（292.5°-337.5°）九个方向。

306090100

4）剖面曲率

分别计算30.60、100、90的剖面曲率

剖面曲率是对地面坡度沿最大坡降方向地面高程变化率的度量，用来描述地表曲面在垂直方向上的弯曲、变化情况，从而对地面的复杂程度进行表征。

根据上述得到的坡度图层，再利用同样的方法对坡度图层求坡度，即可得到剖面曲率（坡度的坡度）。

30m60m90m100m

5）平面曲率

根据上述得到的坡向图层，再利用同样的方法对坡向图层求坡度，即可得到平面曲率（坡向的坡度）。

30M60M90M100M

6）DEM精度对地形因子提取的影响分析：

6.1不同网格尺寸DEM对坡度的影响

不同网格的坡度直方图:

100M90M

60M30M

对频数统计如下图

按照上述坡度提取原理与分级方法提取坡度并分级，计算结果见直方图可以看出，DEM网格尺寸的变化对坡度为0-3地区影响最大，对坡度为25°-30°地区影响最小，坡度为0°-3°地区面积百分比随DEM网格尺寸的增大而增大，坡度大于30°地区面积百分比随DEM网格尺寸的增大而减小，而坡度从3°-30°地区面积百分比随DEM分辨率变化较小（其中15°-25°坡度面积百分比变化稍大）

这是因为随着DEM精度的降低，对地形的描述越来越粗糙，一些细小的地形起伏被忽略或放大，因而0°-3°的平坦区面积增大，坡度大于30°的陡坡区面积减小研究区DEM精度对坡度的整体影响见表3由表3可以看出，随着DEM分辨率的降低，提取的坡度最大值平均值都随之减小（如图5），这说明DEM精度降低对地形的概括作用增大，使得整体地形向平坦转化，地貌的细部形态被简化且标准差也逐渐减小，说明低精度DEM提取的坡度变化范围比高精度的小，反映了低精度DEM对地形的高度概括作用，使得坡度值比较集中表2不同网格尺寸各级坡度面积百分比（%）

6.2不同网格尺寸DEM对坡向的影响

100m90m

60m30m

根据上述提取坡向和对坡向分级的方法将腾冲县坡向图进行计算分析，得到的结果如上图所示的直方图出，其随DEM分辨率的降低而增大，这是由于低分辨率DEM对地形的概括作用;除此之外，其他各方向受DEM分辨率影响不大总体上说，DEM网格尺寸的变化对坡度影响较大，而对坡向影响较小。

6.3不同网格尺寸DEM对平面曲率平均值的影响

随着DEM网格尺寸的增大，平面曲率平均值逐渐减小这是因为随着DEM网格尺寸的增大，许多细小的地形转折都被舍弃，因而平面曲率平均值呈减

小趋势，说明低精度DEM的地貌细部特征被简化，综合反映了它对地形的概括作用。

6.4不同网格尺寸DEM对地表粗糙度平均值的影响

地表粗糙度平均值随着网格尺寸的增大而减小这是因为随着网格尺寸的增大，DEM对地形信息的概括性增强，一些细小的起伏被忽略或舍弃，所描述的地表信息越来越粗糙，地表向平坦转化。

实验总结：

熟悉利用ARCGIS软件平台进行基本地形因子提取的方法，掌握利用数理统计的方法对提取的地形因子数据进行比较分析的方法。

明白了DEM数据的格网分辨率、精度、因子提取算法等对各因子的提取结果都有影响的分析过程。

指导教师评语及得分：

得分：

签名：

年月日

希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：

1、生命对某些人来说是美丽的，这些人的一生都为某个目标而奋斗。

2、推销产品要针对顾客的心，不要针对顾客的头。

3、不同的信念，决定不同的命运。