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坡度数据是描述地形数据的重要指标,对低分辨率DEM提取的坡度数据进行变换,得到相应高分辨率的精度值,成为地形分析研究中的一个迫切需要解决的问题。本研究在以北京密云地区为研究区域,以密云1:1万的DEM图作为基础研究数据,利用地理信息系统的方法,得到20到100m分辨率的低分辨率坡度值和相应的基准坡度值,在分析坡度和地形因子地面坡面变率、高程变异系数、地表粗糙度随分辨率变化的基础上,在各个层次上高低分辨率的点数据完全对应的情况下,采用回归分析方法,对中低分辨率DEM的坡度转换方法问题进行了初步的探讨研究。主要成果如下:
(1)采用1:1万DEM图,利用地理信息系统方法构造中低分辨率的DEM的方法是可行的。对1:1万DEM的进行重采样,得到20、30、40...100m分辨率的DEM,用重采样DEM提取坡度,作为低分辨率坡度值,同时对10m分辨率的坡度值求平均处理,得到相应分辨率的基准坡度值,对此系列的坡度值进行最大值、最小值、平均值、标准差、频率和累计频率的分析,都与10m分辨率的坡度值极其接近,此系列的坡度值可以作为相应分辨率层次上的真值。
(2)坡度和地形参数随分辨率变化的规律。研究结果表明,随着分辨率的降低,坡度的最大值、平均值和标准差都逐渐减小,坡度的变化减小,所反映的地形起伏降低,分布更为集中;地面坡面变率和地面粗糙度随分辨率的降低,其最大值、平均值和标准差都减小;高程变异系数的最大值除去40m分辨率层次上为最低外,其它随分辨率的减小而降低,到50m分辨率又徘徊上升,平均值和标准差逐渐增大,波动增加。
(3)基于点与点对应的相应层次上的高低分辨率的坡度值和地形因子的回归分析,可以得出具有显著效果的坡度转换方程,即为带上地表粗糙度和高程变异系数的回归能使转换效果最佳。通过建立的模型,对中低分辨率的坡度进行变换,从而使坡度得到一定的恢复。变换后的坡度在统计值特征上能够更好的反应真实特征。