基于DEM的土地坡度计算研究

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1、第22卷第3期安徽地质Vo1．22No．32012年9月GeologyofAnhuiSeptember2012文章编号：1005—6157(2012)03—226—3基于DEM的土地坡度计算研究魏雪梅(安徽省基础测绘信息中心，安徽合肥230031)摘要：本文论述了在土地利用现状调查中应用数字高程模型技术，进行土地坡度的计算，并详细阐述了基于DEM获取坡度图的流程。关键字：土地利用现状调查；数字高程模型(DEM)；坡度中国分类号：$29；P231．5文献标识码：A迄今为止，坡度的计算方法可归纳为五

2、种：四块0引言法、空间矢量分析法、拟合曲面法、直接解法，其中自20世纪50年代末期DEM被提出后，数字高程前三种方法是为解求地面平均坡度而设计的，后两种模型的应用便得到了越来越多的重视，发展非常迅方法是为解求地面最大坡度而设计的。目前，一般都速。目前，DEM在摄影测量、遥感、制图、土木工采用拟合曲面法去求解坡度和坡向。程、地质、军事工程、土地规划、通讯等诸多方面得e5e2e6到了广泛的应用。这里重点谈谈在DEM基础上计算el6,3e8e4e7土地坡度。所谓数字高程模型(DigitalElevat

3、ionModel，图13x3的窗口计算坡度DEM)，就是在高斯投影平面上规则格网点平面坐标Fig．1Attributestructureofvectordataofslopeclassification(x，Y)及其高程(z)的数据集。DEM的水平间隔可拟合曲面法一般采用二次曲面，即3×3的窗口随地貌类型不同而改变。根据不同的高程精度，可分(如图1所示)。每个窗口中心为一个高程点。点e的为不同等级产品⋯。坡度的求解公式如下：Slope=tan1坡度介绍、／s锄+Slope~n式中，Slope为坡

4、度，S为X方向上的坡DEM实质上是地形的一个数学模型，在这个意义度，Slope为Y方向上的坡度。上而言，可将DEM看成一个或多个函数的和。如坡Slop=—(e8+2el+es)-(e7+2e3+e6)度可看成一阶导数，坡度变化率可看成二阶导数等。———一地面上某点的坡度是表示地表面在该点倾斜程度的一Slop个量。因此，其实质是一个既有大小又有方向的量，即矢量。坡度矢量从数学上讲，其模等于地表曲面函式中，cellsize为DEM的格网间隔。数在该点的切平面与水平面夹角的正切值，亦即坡度这样，对一幅

5、图进行计算，得到了本幅图的坡度值或我们生活中常说的坡度。其方向等于在该切平面数据。上沿最大倾斜方向的某一矢量在水平面上的投影方对坡度数据，根据耕地坡度分级标准，对坡度数向，即坡向。据进行分级提取，利用三角网线性空间插值方法，进收稿日期：2012—04—07作者简介：魏雪梅(1972一)，女，安徽宿州人，工程师，主要从事地理信息数据处理等工作。第22卷第3期魏雪梅：基于DEM的土地坡度计算研究227行坡度分级，再利用边缘提取，提取其范围线，这是(2)将宽度小于或等于1个格网的线状坡度图斑一个矢量数

6、据。然后再构建拓扑关系，建立坡度值多按平均配赋原则合并至相邻图斑中。边形，即坡度值图斑数据。(3)坡度分级矢量数据的图斑界线与坡度分级栅格数据空间位置偏移一般不超过1个格网，最大偏移2坡度图制作要求量不得超过2个格网。(1)将图上面积小于30mm的坡度分级图斑按坡(4)分县、分区处理的坡度分级矢量数据，须进度级就低不就高原则并人邻近图斑。地貌复杂地区行接边处理，接边限差不得超过2个格网。(如喀斯特地貌、黄土地貌)，最小上图面积可适当降(5)坡度分级矢量数据的属性结构如表1口。低，以反映其特殊地貌

7、特征。表1矢量数据的属性结构表Table1Vectordataattributestructure(6)以县级行政调查区域为基本单位管理坡度分(7)生成坡度级数据：由坡度值数据按照分级标级矢量数据。准，利用三角网线性空间插值方法和边缘提取，进行坡度分级生成，生成坡度分级数据。提取其范围线。3操作流程(8)输出Coverage：将坡度级等值面作边缘提为获取耕地图斑的坡度级，采用1：10000比例取，输出成矢量的Coverage数据。尺格网间距为5m的数字高程(DEM)生成坡度图，(9)耕地图斑获得

8、坡度级：在ARCGIS中，将坡度再对坡度值分级，生成坡度级等值面，再根据空间关级图层与耕地图层进行多边形叠置分析操作，使耕地系与耕地图斑进行叠置分析，从而获取耕地图斑的坡图层中增加一个坡度级属f生项，并赋予坡度级数据值。度级数据1。生成坡度级等值面的流程如下：(1)数据准备：整理好待拼接的DEM文件，查看文件个数是否齐全，文件类型、数据格式是否正确，并将准备好的文件放在预定目录中。对于符合要求的进行处理。如对DEM不符合调查要求的坐标系统、高程基准、投影带等进行转换，添加投影信息等。(2)数据转