梯田DEM构建方法研究

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梯田是人类在坡耕地上探索的一种水土保持措施。梯田的修筑很大程度上开发了坡耕地的农业生长潜力,具有蓄水,保土作用。我国梯田广泛分布在北方黄土高原区和南方低山丘陵区。数字高程模型(DEM)是数字地面模型DTM的一个重要分支,是区域地形表面地面高程属性的表达。传统的GIS科学中,在运用DEM对地形进行表达时,通常把地表看成一个由高程变化构建的连续场,建立的是一个具有连续、光滑表面特征的DEM,忽视了对梯田、陡坎等人工或自然突变地形的表达。然而,在现实中,自然地表并非像场模型那样的连续光滑,无论是人工梯田地形,还是自然突变地形,均存在于真实的地表中,这些微观地形的存在无疑改变着宏观地表的物质和能量迁移。在DEM建立过程中,如何把梯田的特征信息纳入插值运算,探索梯田DEM的构建,完善DEM对地形表达的完整性与真实性,是DEM建立和数字地形分析的重要研究命题。本文以1:1万DEM数据,2.5m高精度遥感影像数据以及RTK野外实测数据为主要数据源,基于三种不同的构建理论,采用TIN和Hutchinson方法对梯田DEM进行构建,并运用高程特征分析方法,对不同数据源、不同构建方法的梯田DEM效果进行比较分析,得出梯田DEM构建的实用且有效的方法有:(1)以高精度遥感影像数据和1:1万DEM数据为基础,基于真实梯田田坎高程信息,利用构TIN方法,构建分辨率为0.5m和lm的梯田DEM,对于梯田地形特征的模拟效果最好。(2)以RTK野外实测数据为基础,运用构TIN方法,生成分辨率为1m的梯田DEM,构建结果精度最高。
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