1. 研究目的与意义
起伏度是地形描述中常用的参数,它能快速而直观地反映地势起伏特征。一般来讲,在其他自然条件一定时,起伏度越大,造成的水土流失越严重;起伏度的差异,影响地面径流、物质沉积、冲刷强度等,进而造成的水土流失强度不同。从而,地形起伏度是在水土流失估算中考虑的重要因子之一。近年来被广泛应用于区域水土流失分析、土壤侵蚀敏感性评价、土地利用评价、地质环境评价、地形分析、生态环境评价等多方面。此外,开展区域地势起伏度研究可为区域滑坡、泥石流敏感性和危险性评价提供基础数据,其提取精读直接影响区域滑坡、泥石流危险性评价和风险评估的正确性。
在区域性研究中,利用dem(digitalelevationmodel数字高程模型)数据能够快速、直观的反应地形的起伏特征。地形起伏度的计算关键是确定最佳窗口,随着窗口的增大,地形起伏度的值也随之增大,但增大到一定程度及趋于稳定,最佳采样窗口才能真实反映地形起伏,不同地区地貌类型的差异,最适起伏度窗口大小是不同的。目前1:1万及1:5万比例尺dem在生产实践中具有越来越广泛、重要的应用,系统的探讨其选用不同采样窗口对地形起伏度的影响以及确定最佳采样窗口具有重要的理论与实践意义。
本研究选取坐落于沂蒙山腹地的山东蒙阴县岱崮镇为研究对象,基于1:1万5mdem、1:5万25mdem地形数据,通过运用arcgis技术,探索不同采样窗口对地形起伏度提取影响,分析不同采样窗口起伏度提取结果的影响,分别筛选1:1万、1:5万比例尺下地形起伏度最优采样窗口。为沂蒙山区地形起伏度提取、水土流失估算选择适宜的采样窗口提供依据。
2. 国内外研究现状分析
一、国外研究现状
由dem提取地形特征的研究伴随着dem的研究开始,始于60年代,其高峰出现在80~90年代。dem提取地形特征的研究涉及不同提取算法分析,简单因子、复杂因子的提取方法,分辨率对地形因子提取的影响等众多方面。在地形起伏度研究领域,20世纪初,外国学者就依托大比例尺地形图开展了地形起伏度的相关研究。例如,josephdarthsch(1911)以方格法表示地形的相对地势;g.h.smith(1935)根据地形起伏度制作了《美国俄亥俄州相对地势图》。上述研究中用来统计的网格面积各异:有的以5km网格作为统计单元;有的用面积约100km2长方形网格作为统计单元;也有的是将经纬网格细分为若干梯形网格,求网格范围内最高最低两点的高程差值,绘制成图。美国密歇根土地经济调查局(michiganlandeconomicsurvey)最先使用固定面积的网格来计算地形起伏度。
国际地理联合会地貌调查与制图委员会编制的1:250万欧洲国际地貌图将统计单元设置为16km2方格(4km4km),并将每个方格中最高点和最低点之间的高差作为地形起伏度,r=x-n,其中r为地形起伏度,x为方格范围内最高海拔高度值,n为方格范围内最低海拔高度值。
3. 研究的基本内容与计划
基于1:1万,1:5万地形图,利用dem数据资源,用不同采样窗口大小对地势起伏度进行提取。另采用gis的栅格窗口递增分析方法,提取不同分析窗口范围下的地势起伏度结果,通过对提取结果进行统计分析寻找最佳的分析窗口,用来确定研究区的最佳分析面积并计算起伏度,进而划分研究区的基本地貌类型。
1.基础数据
山东蒙阴县岱崮镇基于1:1万、1:5万矢量地形图生成的dem及研究区的气象资料、水文资料、社会经济资料及年鉴等。
4. 研究创新点
1.研究区属北方土石山区淮河流域国家级沂蒙山重点治理区,在该区范围内对地形起伏度开展研究较少。
本文基于1:1万5mDEM、1:5万25mDEM地形数据,选用不同的采样窗口进行地形起伏度的提取,比较分析其差异,从而确定最佳采样窗口大小。
