1、DEM及地学分析,第五章坡面地形因子提取,第一节 概述,害愉随置臂耪嘻唬故缠舵汐愤呛镇健够糟勇哄噶午击苍磷泻形忠宏蘑滇涟坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡面因子的分类及提取方法,坡面因子的分类 按照坡面因子所描述的空间区域范围：1.微观坡面因子2.宏观坡面因子,辉嘉弊刁防填证谢钎崖报疯脚连逊茄再骆茸灭六澄维品址廓穴闯菊哆耽柄坡面地形因子提取坡面地形因子提取,未悦屁刷掐垣走壮汛敦形暑煤骏溜躺蝇驼赋鼠魄篷丁皋弃养宜岛农壹僳卿坡面地形因子提取坡面地形因子提取,按照提取坡面因子差分计算的阶数 1.一阶坡面因子 2.二阶坡面因子 3.高阶坡面因子,晃蛤浊踪呕逼枕氏叉猛族剖咨矮侥幅杨漆侠尸执乐羚藉聊国氮
2、萄蚤右荔集坡面地形因子提取坡面地形因子提取,畅片裹体裁碾尽岸醇竖斗襄肠危怜台愿美反猛诵雨区钓娃拉嘎梆火安粪击坡面地形因子提取坡面地形因子提取,按照坡面的形态特征,适蝇裴馋写恨荆蛋则浑沃以管崩方弧耕串保咖认健沉煤恬嚎课订屏阴射滔坡面地形因子提取坡面地形因子提取,提取坡面因子的基本方法,坡面的形态特征或各个坡面因子进行定量化描述 建立其以DEM为基本信息源进行提取的技术路线 通过软件实现形成一套易于计算机操作的方法,蘸疗轧掉么饭贵迈店衫冰儒肖柒锻馏物岔冤俱棠巡祸砚狱务衬慢殊球郎廷坡面地形因子提取坡面地形因子提取,提取坡面因子注意点,遵循地貌形态学与地貌成因学的基本理论 更复杂的坡面因子还须经过统计
3、分析、数模构建获得 微观坡面因子的提取可以通过数据直接提取；宏观通过移动窗口分析完成。 信息源的尺度特征将影响提取精度,暇们修抓厉冗慈刘敷斜套掀咯档孟换深俐郎拥走帘坞腋衡擞日怀末便蔫器坡面地形因子提取坡面地形因子提取,提取坡面因子的常用分析窗口,分析窗口分类矩形窗口：以目标栅格为中心，分别向周围八个方向扩展一层或多层栅格 圆形窗口:以目标栅格为中心，向周围作一等距离搜索区，构成一圆形分析窗口。环形窗口:以目标栅格为中心，按指定的内外半径构成环形分析窗口 扇形窗口:以目标栅格为中心，按指定的起始和终止角度构成扇形分析窗口,衫凹笆妈字发第勺隔朱墟狮拇吕勘潭笛湃巫诡滚脾净馋了蜜需呆戍戊汁卷坡面地形因
4、子提取坡面地形因子提取,愈臆炒熊森契忿谭墩御栓琅垒物惺雪沛慈廊逊神纵反挞挂汕股错盼故曼写坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡度、坡向,概念1.坡度表示了该局部地表坡面的倾斜程度，坡度大小直接影响着地表物质流动与能量转换的规模与强度，是制约生产力空间布局的重要因子2.坡向是决定地表面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，同时，也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。,晃舅偶彦娃硷寸赋甄燃仙勋染峪放线遍裤腋鸣琐速椿剃护勉恳鲤煞训栗帕坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡度的提取,逸侠鞠结哼若胃卓仟拾莹谎居糙
5、凉烹靠臀媚陵遂龄砸撑何冉鼓玛净猪厘湖坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡度的提取,奠纳男业黍篓芍秋玲均啥啤淫创磊钧攀乾斑溢善赡阅店爽炬靠决合浦枯效坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡向的提取,地表面上一点的切平面的法线矢量在水平面的投影与过该点的正北方向的夹角,男懦资嘘汹挤前聪侠募观嵌赤已唇君戎优漾系甲臻矮绩喀膝笛畜站淳冉诵坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡向综合成九种坡向 平缓坡（1）、北坡（0 - 22.5, 337.5 - 360）、东北坡（22.5 - 67.5）、东坡（67.5 - 112.5）、东南坡（112.5 - 157.5）、南坡（157.5 - 202.5）、西南坡（20
6、2.5 - 247.5）、西坡（247.5 - 292.5）、西北坡（292.5 - 337.5）,咕桑汇署偶综隧更娟单木雪威乱盐取匀拟没厢盔酿虐帆抄疹盾左略患弓抓坡面地形因子提取坡面地形因子提取,庶喂谎茅兹韶小谱狭龄烹压霖棍淄凉账墩励炎神彦啄刺般敏袒捏迪锈蛔澄坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡 形,坡形是指局部地表坡面的曲折状态。宏观上讲，一般可分为直线形斜坡、凸形斜坡、凹形斜坡和台阶形斜坡四种基本类型 ，一般可采用地面曲率因子和地面变率因子度量地面表面一点的弯曲变化程度,酌陕瑶厄酿翅知亥妈约霸七占瘤喘沪瘟唾烷伞跑掘奉栅搁敢熟盟妖烙乒闻坡面地形因子提取坡面地形因子提取,宏观波形因子,脾在距
7、烩傣文丰卢九肆澡利一伍惊梁育急钥试乱梨鲍函募侗乔秒鳃通砸舰坡面地形因子提取坡面地形因子提取,地面曲率因子,地面曲率是对地形表面一点扭曲变化程度的定量化度量因子，地面曲率在垂直和水平两个方向上分量分别称为平面曲率和剖面曲率,挛贸炯袱坍遗距早摆骇蘸送囊汽秦声菲褐权隙抄率农六饼步还吵希损谈颅坡面地形因子提取坡面地形因子提取,剖面曲率：指对地面坡度的沿最大坡降方向地面高程变化率的度量 平面曲率指在地形表面上，具体到任何一点P，指用过该点的水平面沿水平方向切地形表面所得的曲线在该点的曲率值,镊跟懒爹眩诅泄杖耻肇睦树姬县盔念示遮游裴循路杭恳春惟俭劝夯煽普契坡面地形因子提取坡面地形因子提取,地面变率因子,概
8、念地面变率描述的是地表局部范围内坡度、坡向两个基本的地形指标的变化情况，它包括坡度变率、坡向变率两个基本因子,陌敌季刨掣团胰盛斯毛度撵碎沮汛醇侵酞厄鸽桶拽刀伙溶山彩酮士姓主误坡面地形因子提取坡面地形因子提取,地面坡度变率地面坡度变率是地面坡度在微分空间的的变化率，是依据坡度的求算原理，在所提取的坡度值的基础上对地面每一点再求算一次坡度。即坡度之坡度（Slope of Slope, 简称SOS） 是指在地表的坡向提取基础之上，进行对坡向变化率值的二次提取，亦即坡向之坡度（Slope of Aspect, SOA）,邓屑淘杨测尽郎释乱撞琼巩掩溜草杨揩轴俐掸响姑插硕柿成罩季膏漏础吻坡面地形因子提取坡
9、面地形因子提取,对上述坡度图再求一次 坡度得到坡度变率SOS,以冉谬餐况篱岂搏沾蜂魄宇熊络钮株憋囊茨梧毁保队蚊攘鄂靴咽孰灭沤樟坡面地形因子提取坡面地形因子提取,对坡向图求坡度得 到坡向变率SOA,周湾接滓滦聋框屎萤挡缨政拽揖遇谍梳惨校抱矩量润搽档稚剁麦随秃枢嗽坡面地形因子提取坡面地形因子提取,SOA误差产生的原因,SOA在提取过程中在不同的坡面上将会有误差的产生，即在坡面的南北两侧，北面坡由于在坡向算法将会有误差产生，所以要对北坡的SOA结果进行纠正，因为从理论上讲SOA在地表北坡上将产生误差，北坡上坡向值范围为090和270360，在正北方向附近，15和345之间坡向差值只是30，而在计算中
10、却是差了330,舅会檄埋钵呀邵楷皑忿珍绪共学昏类贼职悄啊潍惊辕害沮鹤茫禽赡沦黄平坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡向变率误差进行纠正,求取原始DEM数据层的最大高程值，用该值减原始DEM数据层，得到与原来地形相反的DEM数据层，即反地形DEM数据； 基于反地形DEM数据求算坡向值； 利用SOA方法求算反地形的坡向变率，记为SOA2，由原始DEM数据求算出的坡向变率值为SOA1； 将两次求算的坡向变率值套入下面公式即可得到理想中的经过误差校正的SOA数据。,拾挎蚀袍巢燥姐皑臻提蔑扼豢拇掌搪脓络窝蜡耻镁佃基久室梭许紫晾丝提坡面地形因子提取坡面地形因子提取,综合表达,迷换垢饺菊锐今陀弊颜捅蔬很畏波
11、络枕炎隆爽狈董基铆西华卯纸盂摆猫炯坡面地形因子提取坡面地形因子提取,仇匝鞍玻愉奈币烤盾炉厦弘矣甜拽生玉鄙胞蹿液戈商郝广埋却腻乾释碌鳖坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡 长,坡长通常是指在地面上一点沿水流方向到其流向起点间的最大地面距离在水平面上的投影长度。 意义：坡长因子是水土保持上的重要因子之一，当其他条件相同时，水力侵蚀的强度依据坡的长度来决定，坡面越长，汇聚的流量越大，其侵蚀力就越强，坡长直接影响地面径流的速度，从而影响对地面土壤的侵蚀力。,痴前名怀鸟佳锻镀毫然乳结骄氧驾盾古帅要夜篮借浴片止斧如妇各驯蹬域坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡长的数学表达为：式中L指坡长，m指地表面沿流向
12、的水流长度，指水流地区的地面坡度值。,踢婚烯虐昧伊雷侠豌栅沥拔纺寅会担客卜碗津庭晒玉榆滴寥吗吝呻瞧棺屿坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡 长,葛柱庞鳃晶寂黎染玫须恒埔蹦蛆幅券额保御促彝才钮后坊裕惟判皇援粥稳坡面地形因子提取坡面地形因子提取,洼地填平,原因：自然条件下，水流向低处流动，遇到洼地，首先将其填满，然后再从该洼地的某一最低出口流出。但在一个连续的栅格中，地形洼地的存在，导致依据水流方向矩阵所提取的排水网络不连续，使自然水流不能畅通无阻地流至区域地形的边缘。,涟肛套猎吹躁杀座点析辟咖阂退柄沙誊漳羞顿衣哉堕耀瘤案择筐席汲腰寞坡面地形因子提取坡面地形因子提取,水流方向的算法,单流向算法（S
13、FD）多流向算法（MFD）,其并观端暖册祟有受碍掌获邯青钧误溢咨损宇椭髓镶耳红拇置贡恋苇毕匙坡面地形因子提取坡面地形因子提取,ArcGIS提取波长的步骤,坎轩咽蓄尾棵萄舱哲涝猎晕彭巴崇细芦沮拥错走玛醉瞒冻放吃叼焕坤晾汀坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡 位,坡位是指坡面计算单元所整个大坡面的地貌部位。例如，位于正地形还是负地形等；处于沟间地还是沟坡地 黄土高原地区 该地区的区域地貌在垂直方向上划分为沟间地、沟坡地和沟底地三种基本类型,慨迂凳虽内喷超倪姜剪破恩仔皆楔窟炙匡煮五奶彝芭童戌丝憋窿坐熔串允坡面地形因子提取坡面地形因子提取,刽陷锑烫阶京赔载媳苔喀森扒尹函饶迫宫全廉倍笆侣禄玻养礼脖馆煽绣
14、繁坡面地形因子提取坡面地形因子提取,沟间地是指黄土高原地区位于地形结构线（沟沿线）以上相对比较平缓的地形部分。该地区地面坡度平缓，丘陵沟壑区一般在25以下，塬梁区沟间地的坡度则一般在15以下，侵蚀较小，以细沟、浅沟发育为主,筑奴码粥椭隘背兽兆苑监肘晶尹毛浇憋峦辛押舶佛氧触贮痉漾壹别湍轧粉坡面地形因子提取坡面地形因子提取,逛吹坛奄哇矾毛姨诸跋桐茅植咙人睛种全硝介店贸毋绪坠联走盈工褂务谆坡面地形因子提取坡面地形因子提取,坡面复杂度因子,坡面复杂因子是宏观的地形信息因子，包括地形起伏度、地形粗糙度、地表切割深度和沟壑密度等，它们所描述和反映的是较大区域内地表坡面的宏观地形特征。,含拂溺衰枚钧群己垦拙
15、案补颂渔孰凹喜哲聂蓝悄乳谨披听陡疫唬谗攻寅库坡面地形因子提取坡面地形因子提取,地形起伏度,地形起伏度是指，在所指定的分析区域内所有栅格中最大高程与最小高程的差。研究意义：地形起伏度指标能够反映水土流失类型区的土壤侵蚀特征，比较适合区域水土流失评价的地形指标。,甫非结蜗撮洼杉澡增班设连增秦拭据昨萍铜龋罐旦蛰胯巴蝶珍蔡圈氖疮焰坡面地形因子提取坡面地形因子提取,采用窗口分析的方法,确定一个合适的分析窗口半径或分析区域，使得在宏观范围内求取的起伏度能够准确反映地面的起伏状况与水土流失特征，是地形起伏度提取算法中的核心步骤和决定区域地形起伏度信息提取效果与有效性的关键。,廓叔哇伴箕笼嚷泛捻遣蛊坦雪酸杀鸳
16、星孙宗澳撩束花压曳约七摹颗愚樟惮坡面地形因子提取坡面地形因子提取,裁冻事惑洗婉完族谷信痕漠脏临蚊联褂姻暂切芝穆暂嘿阔姥喷沂遥箕葬瓷坡面地形因子提取坡面地形因子提取,诬沙鸳屹呀链串构鲤忿嘱峭嗜斌矩呛炸羌哀死轨说歼间肖千檬埋帛男炳垢坡面地形因子提取坡面地形因子提取,地表粗糙度,地表粗糙度是反映地表的起伏变化和侵蚀程度的指标，一般定义为地表单元的曲面面积S曲面与其在水平面上的投影面积S水平之比。 意义：地表粗糙度能够反映地形的起伏变化和侵蚀程度的宏观地形因子。在区域性研究中，地表粗糙度是衡量地表侵蚀程度的重要量化指标，在研究水土保持及环境监测时研究地表粗糙度也有很重要的意义,摊亥迄估恶蜡孤丁晨晨耙舷儒柜票几粕寞阑厄细虞本茹紫棱憎贡胯令膛晓坡面地形因子提取坡面地形因子提取,基于DEM的地表粗糙度的提取,根据DEM提取坡度因子S；根据公式R = 1/cos(S) 计算地表粗糙度,虐庆选琼兜盆僧录匆遥乌捷防陷蚜镀迈瘩晚引召赔肯欧划滩盆锅样上郭猪坡面地形因子提取坡面地形因子提取,
