基于DEM的坡长计算方法比较分析

坡长是重要的地形因子，流域坡长的提取有多种方法，国内应用到实际研究中的有基于格网的直接计算法和基于山脊线的快速计算法。以陕西省安塞县大南沟流域5m分辨率DEM为数据源探讨这两种方法的提取精度，分析可能存在的问题。在ArcGIS9．0环境中分别用直接计算法和快速计算法进行坡长提取，并与通过地形图量算的坡长进行比较分析。结果表明，直接方法计算结果的合格率为86．9％，与量算值之间的相关系数为0．800，确定性系数为0．520。快速计算法的合格率为69．7％，相关系数为0．276，确定性系数为-0．150，说明直接计算法的精度比快速计算法高。     

坡长、坡度因素的简单计算方法(Ⅱ)

<正>1 侵蚀理论2 输沙极限从大暴雨径流和剧烈侵蚀结果看,由于泥沙通量只受径流输沙能力限制,因此影响地表侵蚀的主要因素很可能是输沙极限.在WEPP理论中,当q_s=T_c时,才会有这种输沙极限情况.我们在用曼宁公式时可以把地表径流作为湍流来处理.WEPP理论假设,泥沙在细沟从某一点开始的泥沙搬运是通过汇流实现的.通过水力半径R和横断面面积A之间的近似关系式R=UA~1/2(U是细沟形状因素),方程5可用集水区的单宽流量q和坡度β来表示:     

坡长,坡度因素的简单计算方法（I）

在改进能通用土壤流失方程式中，坡长坡度复合因素（ＬＳ）是对地表径输沙能力的量度。在Ｈａｉｒｓｉｎｅ－Ｒｏｓｅ的ＷＥＰＰ理论和集水区发展侵蚀理论中，通过考虑输沙能力对泥沙通量的限制，我们可以计算与流量指数和坡度成非线性函数关系的无量纲输沙能力指数。在一个二维的山坡上，这个指数就相当于ＲＵＳＬＥ中的复合因素ＬＳ，其主要优点是可以扩展到三维地域空间。     

坡长与坡度对水土流失的影响

坡长对于径流和土壤侵蚀的影响,并不象坡度那样明显.在自然状况下,土地利用、表层土壤管理、地面覆盖和雨型都极大地影响了坡长对径流的作用.另外,坡长的影响作用,还很容易同坡度、坡形、坡向相混淆,而且,坡长对于径流的影响作用与其对土壤侵蚀的影响作用不同.     

三种重采样方法对冲沟坡度坡长因子的影响

为探索不同重采样方法对形态差异明显的冲沟坡度坡长(Slope length and slope steepness,LS)因子的影响,以元谋县干热河谷1∶5 000比例尺的等高线矢量数据为基础,在Arc GIS平台下构建六条典型冲沟2 m分辨率的数字高程模型(Digital elevation model,DEM),采用最邻近(Nearest,Near)、双线性(Bilinear,Bil)、三次卷积(Cubic,Cub)重采样的DEM计算LS,通过相对差系数、LS因子分级面积比例、XY散点图对比分析三种重采样方法计算冲沟LS的差异性。结果表明:Near重采样计算的LS值与Bil、Cub重采样计算的LS值差异较大,相关程度低,Bil与Cub重采样计算的LS值差异较小,相关程度高;冲沟刚发育时,Cub重采样要优于Near和Bil,冲沟侵蚀强烈时,Near重采样要优于Bil和Cub,冲沟形态稳定时,Bil重采样要优于Cub和Near。     

坡度和坡长对土壤侵蚀的影响

该文采用径流小区试验和标桩观测试验的方法，研究了坡度和坡长与土壤侵蚀率的关系，建立了福建省土壤侵蚀预报方程。     

青藏高原坡度坡长因子(LS)空间格局及影响因素分析

地形是影响土壤侵蚀的主要因素,但目前关于青藏高原地形因子的分布格局和影响因素有待研究。基于1弧秒分辨率的SRTM(shuttle radar topography mission)高程数据,计算坡度、坡长、LS因子(slope length and steepness factors,LS),结合高程积分和Hack剖面等,对青藏高原LS因子的分布格局、统计分布特征和影响因素进行研究,结果表明：(1)坡度、坡长和LS因子这3个地形指标,均表现出高原内部小、四周高山大的格局,内流区与外流区的坡度均值分别为6.55°和14.3°,坡长均值分别为122.9,172.2 m,LS均值分别为4.8和12.7;(2)青藏高原LS因子整体受坡度影响,但高原边缘陡峭地区LS因子主要受坡长影响;(3)青藏高原6条主要河流的Hack剖面都呈上凸形态,该地区地貌演化整体上处于幼年期;(4)青藏高原LS因子的分布特征与土壤侵蚀类型及其组合有对应关系：周边地区的高值对应冰川侵蚀—水蚀,西北部的低值对应水力—冻融侵蚀和风蚀,东南部边缘向高原内部过渡地区的较高值对应水力—重力侵蚀。通过分析LS因子的分布格局和统计特征...     

发生细沟侵蚀的临界坡长与坡度

<正> 坡度是影响细沟侵蚀的主要因素之一。研究发生细沟侵蚀临界坡长与坡度的关系。对于预报细沟侵蚀的发生发展和有效地进行防治,具有重要意义。本文利用暴雨调查资料,对发生细沟侵蚀的临界坡长与坡度的关系进行探讨。     

基于ASTRE和SRTM高程数据的坡度和坡长提取与分析

为了使SRTM和ASTER高程数据得到科学利用,选择东北漫岗丘陵区和黄土丘陵区,基于网络下载的SRTM和ASTER高程数据,利用数字地形分析的标准方法进行了数据处理。提取了坡度和坡长两个地形指标并与Hc-DEM(水文地貌关系正确的数字高程模型)及其提取的地形参数进行了对比,结果表明:(1)无论是高程、坡度还是坡长,均是Hc-DEM系列的数据表现最好,SRTM次之,ASTER表现较差;(2)在地形平坦地区,ASTER表面因明显的空值和洼地,使高程及其基础上提取的地形参数不具实用价值,但在地形比较陡的地区则可用;(3)基于SRTM和Hc-DEM提取的两组坡度和坡长具有相同的格局,但基于SRTM的坡度有衰减,坡长有扩展,实际应用前需进行尺度变换。     

基于四种分辨率DEM的侵蚀模型地形因子差异分析

通过提取江西省兴国县潋水河流域10 m、25 m、50 m和100 m四种分辨率数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)的坡度、坡长因子,在GIS数字地形分析和数理分析等方法支持下,研究不同分辨率DEM计算坡度坡长组合因子(LS)的精度差异。结果表明:(1)基于4种分辨率DEM提取的坡度结果存在明显差异,随分辨率的降低,坡度整体变缓,DEM精度越低,对地形的概括作用越大,100 m分辨率DEM平均坡度降为10m分辨率DEM平均坡度的45.04%。(2)流域坡长以0~80 m的短坡为主,随着分辨率的降低,地面坡长明显整体延伸。(3)不同分辨率DEM计算的LS因子平均值变化范围为6.10~7.10,坡度和坡长的组合消弱了单一坡度和坡长的影响,随着地形起伏程度增大,在LS因子计算过程中,坡度的主导作用越来越弱,坡长的主导作用越来越强。     

基于DEM的黄土高原小流域规划空间数据挖掘

黄土高原小流域规划需要多种地理背景数据支持,以陕西省安塞县马家沟流域为样区,以DEM为基础数据集,采用ArcGIS技术及多种空间分析方法,进行了坡度分级,地貌分类、坡向分类等方面的数据挖掘实验,获得了一组小流域规划本底数据挖掘的参数和指标,并提出了以数值编码为核心的多元地理数据集的空间叠加与融合方法,研究成果对于指导黄土高原小流域规划具有参考价值.     

基于DEM的废弃矿山小流域地形特征分析

以北京市某废弃采石场的小流域地形为研究对象,对分辨率为0.3～7 m的栅格DEM分别进行小流域参数和地形参数的提取和分析.结果发现,利用不同分辨率DEM提取的河网形态结构有显著差异,网格尺寸7,4和3m的河网结构与2,1,0.7,0.5,0.4和0.3m的河网结构有显著差异,二者主河道位置变化明显,但流域面积、河道长度及比降、平均坡度和高程参数相差不大,而河道总长度和河网密度参数相差较大.根据分析结果确定DEM的比较适宜的分辨率为0.5m,在此基础上利用主成分分析法得出高程和坡度为主成分.对研究区设置20°,25°,30°和35°的4个不同坡度的标准径流小区,观测日降雨量、坡度、径流量和土壤侵蚀量并分析和计算它们之间关系式,计算出整个流域在不同坡度分级及不同雨量级的平均径流量和土壤侵蚀量.研究成果对于废弃矿山修复和生态重建具有参考价值.     

基于DEM的辽宁乡镇渍涝预报

为满足天气预报中对渍涝灾害预报的要求,利用辽宁省1:25万DEM基本地形数据,以GIS为平台分析研究区域的水流方向和汇流能力栅格;对SCS(Soil Conservation Service)-Curve Number径流预报模型进行本地化调试,应用辽宁省乡镇降水量预报和汇流能力栅格,通过耦合得到实际地形的汇流量;根据汇流量和渍涝等级对应关系发布辽宁省乡镇级别的渍涝风险气象等级预报,并在一次天气过程中进行试报,预报结果和实况基本吻合.     

基于中尺度的滥泥河流域1990-2005年沟道变化研究

利用3S技术和传统技术研究沟道侵蚀变化已成为国内外研究的热点。研究以1990年和2005年两期Landsat/TM影像及1∶5万地形图为基础分析数据,以宁夏回族自治区西吉县滥泥河流域为研究区,在GIS、RS等分析软件的支持下,基于DEM自动提取两期沟道网络,同时利用DEM提取与沟道相关的因子:坡度、坡向、沟道长度、沟道深度、沟壑密度、纵比降等,并通过两期TM影像提取出沟道宽度。根据研究的需要,选取沟道长度、沟道宽度、沟壑密度和纵比降作为分析沟道变化的判别指标。最后通过选取的4个判别指标,分析滥泥河流域近20a沟道变化情况。     

DEM地形综合方法对水文结构信息提取精度的影响

以巢湖流域1∶5万DEM为基础数据,采用3种指标(应用河网套合差、子流域套合差、沟壑密度)对5种DEM地形综合方法(稀疏采样法、样条函数插值法、三次卷积插值法、二次曲面拟合法、结构化综合法)所构建的粗分辨率DEM所提取的水文结构信息的精度进行了分析评价。结果表明,5种地形综合方法构建的粗分辨率DEM提取的水文结构信息精度由高到低的顺序为:二次曲面拟合法>结构化综合法>三次卷积插值法>样条函数插值法>稀疏采样法,但其精度总体上差异不大。     

基于DEM的抚仙湖流域土壤侵蚀综合分析

利用研究区地形图制作数字高程模型（DEM）,并由DEM提取坡度、坡向图,与土地利用类型、土壤侵蚀强度和抚仙湖历年水质（透明度、TN、TP平均值）等专题信息叠置,提取水土保持专题信息,并对提取结果进行应用分析,以确定抚仙湖流域不同土地利用类型和地形因子与侵蚀类型及侵蚀过程的关系。研究结果表明:抚仙湖的水质和流域的土地利用状况相关,抚仙湖流域土壤侵蚀方式具有明显的垂直分带性,土壤侵蚀强度受到土壤类型和植被覆盖状况的影响。不同坡向的侵蚀强度有明显差异,同时坡度不同是引起土壤侵蚀类型差异的主要因素。     

基于DEM的栖霞山区日照时数模拟研究

针对栖霞市地形变异对太阳辐射在地面分布的影响,利用数字高程模型为基本信息源,在提取数字坡度模型和数字坡向模型的基础上,采用多层面复合分析的方法,通过对地形要素与其他气候要素的复合分析,建立了区域地面的太阳辐射模型。模拟计算过程中,每一个栅格单元瞬时太阳辐射能量的计算是其中最基础的工作,通过对瞬时太阳辐射量的时段累计,可获得日、月、年的太阳辐射总量。该结果可望进一步转换成对农作物生长有重要影响的积温、无霜期等重要的小气候指标,为精细农业的实施提供了重要的数据资源。     

用无控制DEM匹配与差异探测监测泥石流灾害的方法研究

针对泥石流易暴发区地表变化监测时控制点难以布设的困难,基于最小二乘与稳健估计原理,应用无控制DEM匹配与差异探测方法,对川西南普歪沟流域30 a间由于泥石流暴发造成的地表水土流失情况进行了变化监测。通过对差异探测结果进行分析验证,证明该方法对泥石流灾害地区的地表形变监测具有实际应用价值。     

河网径流节点及其基于DEM的自动提取

河流的交汇点是在地貌、水文上均有重要意义的特殊地段,在GIS中又融合了大量的时空信息。从河流水文学与地理信息系统结合的角度,首先提出了河网径流节点的概念,分析了河网径流节点的基本特征,包括河网径流节点的属性特征、空间分布特征、时间变异特征等方面的内容,并对河网径流节点在地学空间分析中的应用进行了展望。此外,对以DEM数据为基础提取河网径流节点的原理、方法进行了初步的探索。