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基于DEM的流域地形因子提取与量化关系研究——以陕北黄土高原的实验为例 总被引：1，自引：0，他引：1
地貌的形成是一个漫长的系统过程,其形态可以看成是表征其特征的各种地形信息因子复合在一起的复杂函数。以黄土高原地区的6个典型地貌区作为试验区,基于1∶10000比例尺5m分辨率的高精度DEM数据,在实现自然地理单元———小流域自动分割的基础上,随机选取44个完整小流域,完成了区域内沟壑密度、平均坡度、平均坡长和地形起伏度等基本地形信息因子的自动提取;同时,采用比较分析和数理统计的方法,证明沟壑密度与平均坡度、平均坡长和地形起伏度之间存在着很强的线性相关关系,量化模拟结果显示,沟壑密度(Y)可以表示为平均坡度(X1)、平均坡长(X2)和相对高差值(X3)的函数:Y=2.95228+0.127906X1-0.014X2-0.00273X3,模拟精度为94.5%。该方法对于整体研究黄土高原及其他地貌的形态特征和成因机理,具有重要的理论和实践意义。 相似文献
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基于坡谱和信息熵的水土保持研究——以湖南省三个县为例 总被引：2，自引：0，他引：2
湖南省是我国水土流失较严重的地区,而地形、地貌是造成水土流失的重要因素之一。本文针对不同地形地貌特征对水土流失情况影响进行定量分析研究,从县域尺度选取了湘阴县、桃江县、桂东县三县不同典型地貌特征,通过Arc GIS软件利用ASTER和SRTM数字高程数据提取坡度值,分别按照间距为1°的等差分级方法和湖南省水土保持临界坡度的分级方法,绘制了地面坡谱图,进一步计算获得了坡谱信息熵。结果表明:湘阴县、桃江县、桂东县地貌坡度1°分级信息熵由小变大,体现了地貌形态在空间的变化特征;而各县临界坡度分级信息熵的大小反映了各地水土流失情况,有效地证实了坡谱信息熵参数能够定量分析和反映不同区域地貌起伏复杂程度及水土保持情况。 相似文献
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秦岭山区地形因子是影响植被分布的重要因素。选取2001、2009和2017年MODIS陆地产品MOD13Q1数据和DEM数据,从DEM中提取地形因子,高程、坡度和坡向,与MODIS的NDVI数据结合,分析了地形对秦岭地区植被空间分布影响。研究结果表明:(1)NDVI随着高程的增大而逐渐增大,在高程1800 m左右时达到最大值,随后又随着高程的增大而减小;(2)NDVI在坡度0°～5°间逐渐增大,在5°～40°呈稳定趋势,从40°开始缓慢减小,60°达到乔木能够生长的坡面倾角临界值,当坡面倾角大于60°时植被指数开始快速减小;(3)受太阳辐射的影响,坡向在NW 270°～360°,SE 240°～270°之间的植被长势较好,其余坡向上长势一般。 相似文献
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《地理空间信息》2015,(5)
利用多期无人机航空影像提取DEM数据,对昆明长水国际机场建设前后的地形变化进行了定量化分析。通过对机场无人机遥感数据进行空三计算得到DEM数据,利用无人机影像提取建筑物的情况,并消除建筑物对DEM数据造成的起伏影响,再利用GIS对建设前后的机场地形进行了空间连续的工程填挖土石方量分析和坡度变化分析。结果表明,机场最终填挖土石方总量为2.00×108 m3,与工程实测设计预算的1.9×108 m3相符,场址地形发生了剧烈的削高填低变化,坡度明显降低,0°~6°坡度由占研究区总面积的49.3%增加至73.4%;6°~25°坡度由47.3%减少至24.2%,地形趋于平缓,为工程动态监测、绿化设计布置等管理工作提供技术和数据支撑。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2015,(6)
可照时间作为太阳活动的表现形式,是影响太阳辐射计算的重要参数之一。基于数据并行技术,综合考虑地形因子对可照时间的影响,提出了起伏地形下基于DEM的并行可照时间模型。利用黄土高原地区90m×90mSRTM作为基础数据,计算了整个黄土高原地区月、季、年可照时间的空间分布,定量分析了地形遮蔽度、坡度、坡向等地形要素对季节可照时间的影响。结果表明,黄土高原地区可照时间呈现出北高南低的分布特征,同一纬度不同地貌类型区的可照时间差异明显,表现出非地带性分布特征;黄土高原地区季节平均可照时间从大到小依次为夏季、春季、秋季、冬季,呈季节不对称性分布。可照时间受地形要素的影响显著,当地形遮蔽度大于0.6或坡度大于15°时,季节可照时间随遮蔽度或坡度的增大而减小;季节可照时间受坡向的影响基本相同,整体表现为阳坡、半阳坡大于阴坡、半阴坡,平坦开阔区优于地形起伏较大的山区。 相似文献
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基于DEM的USLE土壤侵蚀方程地形因子获取与分析 总被引：1，自引：0，他引：1
坡长和坡度是研究水土流失问题中必须要考虑的重要地形因子,坡长的空间分布特征和规律、地貌发育对坡长的影响,以及坡长与坡度之间的关系,是研究水土流失、侵蚀规律的重要条件之一。利用GIS以及相关软件为平台,在黑龙江省通河地区建立USLE水土流失方程模型,研究LS因子在水土流失中的影响以及作用,并探讨DEM数据分辨率变化对LS值的影响。 相似文献
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针对定量分析土壤侵蚀在各坡度等级上的空间分布研究较少的现状,该文选用通用的土壤流失预报方程,对云蒙湖流域1986—2010年间的土壤水力侵蚀状况进行了定量的估算,以探讨不同坡度上的土壤侵蚀特征,并进一步分析了土壤侵蚀变化与人类活动的关系。分析得出:土壤侵蚀强度发生在人类活动比较频繁的区域上(8~25°坡度)更为严重;2010年比1986年强度以上所占比例在15°坡度等级上相对更低,在15°坡度等级上有所增加;云蒙湖流域主要土壤侵蚀量发生在25°坡度上;2010年比1986年耕地面积减少、林地和居民用地面积增加是土壤侵蚀降低的主要因素。 相似文献
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山区坡谱信息熵与水土流失地形因子关系探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
针对当前以县域为统计单元的坡谱研究较少,且难以满足区域尺度上水土流失地形因子指标的选取等问题,该文采用数字地形分析方法提取山区各县域的坡谱和坡长坡度因子(LS因子),并探讨坡谱信息熵与LS因子之间的关系。实验表明:地貌的差异决定了各县域坡谱曲线的差异,具体可分为L型、S型和钟型。坡谱信息熵变化范围为1.709～2.667nat,反映了地形起伏由平缓到强烈的变化趋势;LS因子平均值介于2.72～18.61之间,在一定程度上表征土壤流失量的大小。坡谱信息熵与LS因子关系拟合良好(R2=0.963 6,P0.05),结论可为坡谱信息熵在区域水土流失地形因子的建立及应用提供参考。 相似文献
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大光斑激光雷达数据已广泛应用于森林冠层高度提取,但通常仅限于地形坡度小于20°的平缓地区。在地形坡度大于20°的陡峭山区,地形引起的波形展宽使得地面回波和植被回波信息混合在一起,给森林冠层高度提取带来巨大挑战。本文利用激光雷达回波模型和地形信息,提出了一种模型辅助的坡地森林冠层高度反演算法。该方法以激光雷达回波信号截止点为参考,定义了波形高度指数H50和H75,使用激光雷达回波模型与已知地形信息模拟裸地的激光雷达回波,将裸地回波信号截止点与森林激光雷达回波信号截止点对齐,利用裸地回波计算常用的波形相对高度指数RH50和RH75,对森林冠层高度进行反演。并与高斯波形分解法和波形参数法的反演结果进行了比较。研究结果表明:(1)利用所提取的波形指数RH50和RH75对胸高断面积加权平均高(Lorey’s height)进行了估算,在坡度小于20°时,高斯波形分解法、波形参数法和模型辅助法的估算结果与实测值线性拟合的相关系数(R2)分别为0.70,0.78和0.98,对应的均方根误差(RMSE)分别为2.90 m,2.48 m和0.60 m,模型辅助法略优于其他两种方法;(2)在坡度大于20°时,高斯波形分解法、波形参数法和模型辅助法的R2分别为0.14,0.28和0.97,相应的RMSE分别为4.93 m,4.53 m和0.81 m,模型辅助法明显优于其他两种方法;(3)在0°—40°时,模型辅助法对Lorey’s height估算结果与实测值的R2为0.97,RMSE为0.80 m。本研究提出的模型辅助法具有更好的地形适应性,在0°—40°的坡度范围内具备对坡地森林冠层高度反演的潜力。 相似文献
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《测绘科学》2020,(3)
针对当前以县域为统计单元的坡谱研究较少,且难以满足区域尺度上水土流失地形因子指标的选取等问题,该文采用数字地形分析方法提取山区各县域的坡谱和坡长坡度因子(LS因子),并探讨坡谱信息熵与LS因子之间的关系。实验表明:地貌的差异决定了各县域坡谱曲线的差异,具体可分为L型、S型和钟型。坡谱信息熵变化范围为1.709nat～2.667nat,反映了地形起伏由平缓到强烈的变化趋势;LS因子平均值介于2.72～18.61之间,在一定程度上表征土壤流失量的大小。坡谱信息熵与LS因子关系拟合良好(R~2=0.963 6 P0.05),结论可为坡谱信息熵在区域水土流失地形因子的建立及应用提供参考。 相似文献
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坡体是自然地形实体的基本组成单元,利用综合性坡体因子分析和挖掘地形隐含信息,有助于区域地形地貌分析及规划利用。本文针对当前坡体综合表达因子(LS)未顾及坡宽因子的缺陷,采用归一化几何运算法将坡长(L)、坡度(S)、坡宽(W)进行融合,获取了一种新的坡体融合因子LSW。以DEM为数据源、黄土高原某小流域局部范围为典型研究区,在提取L、S、W及LS因子的基础上,分别以L×S×W、L+S+W、LS×W及LS+W共4种方式进行融合试验。结果表明,L+S+W融合方式获取的坡体LSW因子标准差矩阵均值最小,为0.234 4,有效平衡了各单地形因子对融合坡体因子LSW的贡献度,信息熵值计算分析也实证了L+S+W融合方式具有最优性。 相似文献
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基于GIS、RS的黄土高原USLE模型改进方法 总被引：2，自引：0，他引：2
结合地理信息系统技术、遥感技术，探讨美国通用土壤流失方程（USLE）在我国黄土高原土壤侵蚀产沙模型应用中的改进方法。USLE属于因子分析模型，由于USLE考虑因素全面，因子具有物理意义，形式简单，所用资料广泛，统一了土壤侵蚀模型形式，故在全世界得到了广泛应用。但是我国黄土高原地区土壤流失严重，影响流失的因素极其多样，使得USLE模型不能很好的应用于该地特殊的地理条件。基于此，采用GIS方法探讨USLE模型在黄土高原改进方法问题。 相似文献
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以ASTER GDEM为信息源、22个典型小流域为样区,分析黄土高原集水面积阈值与沟谷密度的关系,利用均值变点法确定最佳阈值,探讨了影响阈值的数字高程模型（digital elevation model,DEM）地形因子主成分。结果表明,集水面积阈值由北向南、自东向西逐步增大,宏观上受黄土高原地貌类型制约,地形因子对其的影响成分归纳为坡面、起伏及高程变异因子。坡面因子的最大值与阈值正相关,坡度>粗糙度>地形曲率>平面曲率>剖面曲率。起伏因子的均值与阈值正相关,起伏度>切割深度。高程变异因子与阈值负相关。三者的主成分贡献率依次为58.754%、18.915%、11.388%,权重为0.527、0.229、-0.569。研究表明,坡面特征是影响黄土沟谷发育的重要因子。 相似文献
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自1:10000比例尺DEM提取地形起伏度--以陕北黄土高原的实验为例 总被引：10，自引：2，他引：8
地形的起伏是反映地形起伏的宏观地形因子,是比较适合区域水土流失评价的地形指标,在区域性研究中,利用DEM数据提取地形起伏度能够快速、直观的反映地形的起伏特征。1∶10000比例尺DEM具有越来越广泛、重要的应用,系统探讨基于其提取地形起伏度的方法具有重要的理论和实践意义。本研究以陕北黄土高原不同地貌区的DEM数据为实验数据,依据地貌发育的基本理论,GIS的窗口递增分析方法结合自然地理单元———小流域划分方法,通过对比分析,确定不同地貌区的地形起伏度。通过对实验结果的对比分析证明,该方法是一种比较通用、有效的方法。 相似文献
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用ANUDEM建立水文地貌关系正确DEM的方法研究 总被引：4，自引：0，他引：4
针对区域尺度的径流、水土流失定量评价和植被适宜性评价等研究工作需要,利用1∶25万数字地形图和ANUDEM软件,对黄土丘陵区中等分辨率水文地貌关系正确DEM建立方法进行了研究。结果表明该方法所建立的DEM,可以正确反映地貌梁、沟结构及其与流水线网络的关系,对地形描述的能力优于TIN方法建立的DEM;利用ANUDEM和1∶25万地形图插值建立黄土丘陵区DEM的三个主要参数分别为分辨率50或100,计算迭代次数40,第二糙率系数0.8。 相似文献
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采集2014年陕西省乾县黄绵土土壤样本129个,风干过程中进行光谱反射率及水分含量测定,采用包络线消除法提取水分吸收特征参数,进行黄绵土水分含量反演。在对土壤水分含量和光谱吸收特征参数进行相关分析的基础上,运用一元线性回归、对数、指数、幂函数分析法,建立了土壤水分含量定量反演模型。结果表明,相关性较好的为最大吸收深度（D）、吸收总面积（A）、吸收峰右面积（RA）和吸收峰左面积（LA）,1 900 nm的光谱吸收特征参数相关性优于1 400 nm。以D1 900、RA1 900为自变量建立的一元线性模型和A1 900、A1 400为自变量建立的对数模型是最佳预测模型,其建模和验证模型的决定系数R2分别大于0.92和0.95,相对分析误差值大于4,预测均方根误差小于1.5%。 相似文献
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Temporal and spatial relationships between soil erosion and ecological restoration in semi-arid regions: a case study in northern Shaanxi,China 总被引：1，自引：0，他引：1
Xin Wen 《地理信息系统科学与遥感》2020,57(4):572-590
ABSTRACTTo assess the effects of the Grain for Green Program (GGP) on soil erosion is essential to support better land management policies in the Chinese Loess Plateau. Studies on the evaluation of the effects of the GGP on soil erosion have garnered heightened attention. However, few studies examined the efficiency of GGP on soil erosion control through spatial relationship analysis. Thus, this study focuses on analyzing the spatial variation relationship between soil erosion and GGP in northern Shaanxi, Chinese Loess Plateau, from 1988 to 2015. The Universal Soil Loss Equation was used to quantify changes in soil erosion at the regional and watershed scales, and the Geographically Weighted Regression model was used to analyze the spatial relationships between land use and land cover (LULC) and soil erosion. Our results indicated that the major characteristic of LULC change during the GGP was a rapid increase of vegetation area and a rapid decrease of cropland. Bare lands contributed to the most serious soil loss, followed by croplands and sparse grasslands. The GGP had a globally positive influence on the decrease in soil erosion over the study area, but the amount of soil erosion in western and northern regions maintained a severe level. Spatial heterogeneity in the nature of the relationships among different vegetation, croplands, and soil erosion was also observed. The change rate of wood and the change rate of soil erosion in northern sub-watershed represented a negative relationship, while the change rate of sparse grassland was negatively correlated to the change rate of soil erosion in 21 sub-watersheds, account for 72% of the study area. The GGP implemented in northern sub-watersheds were more effective for soil erosion control than southern sub-watersheds. We propose that current areas of vegetation can support soil erosion control in the whole northern Shaanxi, but local-scale ecological restoration can be considered in northern sub-watersheds. 相似文献