坡度提取的边缘效应研究.pdf

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1、第36卷第11期人民黄河Vo1．36．No．112014年11月YELL0WRIVERNOV．，2014【水土保持】坡度提取的边缘效应研究陈楠，(1．福州大学福建省空间信息工程研究中心，福建福州350002；2．福州大学教育部空间数据挖掘与信息共享重点实验室，福建福州350002)摘要：坡度一般是从离散的DEM中提取的，所以在坡度矩阵的边缘存在边缘效应。为了找到这种边缘效应的本质规律，应用Taylor展开方法，以3阶反距离平方权差分算法为例，分析了三维地形表面条件下边缘效应对坡度的影响规律，并在此基础上提出了坡度计算误差函数。以5个典型地貌样区以及基于高斯曲面所生成的6

2、种地形为研究对象，分析了DEM提取坡度时的边缘效应问题。通过实际数据的试验证明：坡度计算误差函数可以准确预测边缘效应条件下坡度的变化情况。通过大量统计分析，找到了边缘效应条件下坡度中误差与DEM分辨率的回归方程。同时，研究指出边缘坡度大于真实坡度的格网出现在地形起伏较大、DEM分辨率粗略化的条件下。关键词：数字高程模型；坡度；误差；边缘效应中图分类号：P207文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000-1379．2014．11．025StudyonEdgeEfectofDerivedSlopeCHENNan，(1．SpatialInformationR

3、esearchCenter，FuzhouUniversity，Fuzhou350002，China；2．KeyLabforSpatialDataMiningandInformationSharingofMinistryofEducation，FuzhouUniversity，Fuzhou350002，China)Abstract：Atpresent，slopeisusuallyderivedfromdiscreteDEM．ThismethodbringselTOrsontheedgeofslopematrix．Thisstudywasfocusedontheessent

4、iallawoftheedgeeffecttakingplaceinslopederivedfromDEM．TheTaylorexpansionmethodwasusedtofindtheregulationsoftheslopechangeontheedgeofslopematrix，withtheslopederivedbyusingthecommonalgorithm，thethird—orderfinitediferenceweightedbyre—ciprocalofsquareddistance．Onthebasisofthetheoreticalanaly

5、ses，theauthorputforwardtheerrorfunctionofslopecomputation．Then，fivesampleareaswhichrepresentedfivetypicalphysiognomiesandsixsurfacesgeneratedbyGaussfunctionweretheobjectivesoftheresearch．ITheer．forfunctionofslopecalculationcouldbeusedtopredictwhetherslopeontheedgewouldincreaseordecrease．

6、Onthebasisofagreatdealofstatis—ticsanalyses，theresearchersfoundtheregressionequationsthatcoulddescribetherelationshipbetweenresolutionofDEMandtheMeanSquareErrorofslopeundertheconditionsoftheedgeeffect．TheseequationsCanbeusedasreferencesforthefurtherstudies．Similarly，theauthorhasfoundoutt

7、hattheincreasingofslopeontheedgeregiontakesplacewhenthetopographicreliefisgreatandtheresolutionofDEMiscoarse．Keywords：DEM；slope；error；edgeefect坡度是重要的地形因子，影响地表物质与能量的转换过目前许多学者进行了从DEM自身精度的评定到其对坡度程，对于土地资源评价、水土流失治理、流域治理等工作具有重等地形因子精度影响的研究，认为DEM分辨率粗略化和要意义。常用的离散坡度提取算法采用3x3格网窗口进行分