论文 dem及数字地形分析中尺度问题研究综述

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1、uDEM及数字地形分析中尺度问题研究综述u基金项目：国家自然科学基金项目（40271089）汤国安①刘学军①房亮②罗明良③①南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京210097②西北大学城市与资源学系西安710069③中国科学院成都山地所成都610041摘要：基于DEM的数字地形分析具有很大的尺度依赖性，亟待进行多学科综合的、深层次的探索。本文为研究综述性论文，分DEM尺度的概念与类型、DEM地形分析的尺度效应、基于DEM地形分析尺度研究的关键问题、DEM地形分析尺度研究的方法等几个方面，分析当前国内外在该领域的研究进展。指出今后

2、应重点研究的方向包括：自然地面与DEM模拟地面两者之间的尺度匹配、尺度冲突与尺度耦合关系；空间尺度参数对DEM地形分析影响的过程与机理；DEM格网单元地形分析的异质性效应。在尺度层面上提出不同地形复杂度条件下的DEM地形分析的确定性与不确定性规律，建立以尺度为自变量的多尺度地形分析模型，建立DEM地形分析的尺度转换模型；最后，对未来研究的发展趋势进行了展望。关键词:DEM地形分析尺度尺度效应Abstract:UnsolvedproblemsinthescaleandscaleeffectsofDEMbaseddigitalterrai

3、nanalysiscausesobstaclesbothinresearchandapplication,whichrequiresamorecomprehensiveanddeeperinvestigation.Thispapertakesanoverallreviewontheformerresearchesfirstly.Focusmainlyontheconcept,types,scalingeffect,keyproblemsofDEMscale,aswellasitsimpactonDEMbaseddigitalterra

4、inanalysis.Afewkeyresearchtopicswereputforwardthroughanoverallanalysisoftheresearchdevelopmentinrecentyears,i.e.thepropertyofscaleconflictandscalematchingbetweennaturalandDEMsimulatedsurface;theprincipleandmechanismofhowthespatialscaleparametersimpacttheterrainanalysis,

5、theheterogeneityeffectinterrainanalysiswithinDEMgridcells.Andthen,fromtheviewpointofregionalscalelevel,boththecertaintyanduncertaintypropertyindigitalterrainanalysisshouldbeinvestigated.Inaddition,moreworkshouldbedonetoestablishascaledependedmulti-scaledterrainanalysism

6、odelaswellasDTMscaleconvertingmodels.Finally,theresearchdevelopmenttendencywasprospected.1.引言尺度问题是一个古老而又永恒的科学命题。从我国古代魏晋时地图学家裴秀制图六体中的“分率”，到20世纪中期“可塑性面积单元”（ModifiableAreaUnitProblem，MAUP）的提出，以及近年“广义尺度”、“时空尺度”727等概念的出现，不同学科和领域的研究人员试图从各个角度来研究尺度及其对地理现象表达的影响。特别是在数字环境的今天，由于要将连

7、续分布的空间对象以离散化形式进行描述和表达，尺度问题的重要性更加突出，传统概念上的尺度的意义逐渐消失或淡化，尺度的内涵与外延更加深化与拓展，尺度也因此成为空间对象表达的基本特征之一。在地理学界，不同的研究领域都将尺度作为地学研究的核心问题。图1尺度类型空间地形是地理环境中的核心因子，制约着该地区地理景观的基本格局。数字高程模型（DigitalElevationModel，简称DEM）是地面高程的数字表示，离散地面高程采样构建的DEM具有很强的尺度依赖性，一直是关注和研究的热点。近年来，世界各国纷纷建立了覆盖本国不同空间尺度的DEM。在

8、我国，覆盖全国范围的高精度的1:100万、1:25万、1:5万DEM以及部分地区1:1万的DEM已经相继建成，可望在国民经济、国防建设和科学研究中发挥越来越重要的作用。然而，值得注意的是，虽然对DEM数据的基本特性的研究