DEM分辨率中采样间距和数据平滑对流域分布式侵蚀学坡长的影响研究

论文摘要

坡长是水土保持和土壤侵蚀研究中重要的地形参数之一,认识理解坡长随分辨率变化的规律对于土壤侵蚀研究工作具有重要意义。本研究选取黄土高原安塞地区、绥德地区、天水地区、会宁地区四种不同地形类型区作为研究区。基于1:1万比例尺地形图,利用ANUDEM软件生成多种不同分辨率DEM,并将DEM分辨率区分为采样间距和数据平滑两种组分,分析分辨率及两种组分对流域分布式侵蚀学坡长(简称坡长)的影响。并且探讨这些影响与地形类型的关系。主要结论如下:(1)分辨率对坡长提取结果的影响:随着DEM分辨率的降低,各样区坡长平均值在200m分辨率范围内随着分辨率的降低呈现出先对数升高后又线性减小的分段变化趋势。坡长频率曲线和累积频率曲线均向右移动,坡长频率曲线呈现由“矮胖”到“高瘦”的变化趋势,峰值区域逐渐变窄,峰值呈增大趋势,即坡长扩张且坡长值域范围逐渐缩小。各样区坡长频率曲线均呈现“双峰”特征,且随分辨率降低左峰逐渐高于右峰。地统计学分析表明,坡长表现为强烈空间相关性,各样区坡长半变异函数的最佳理论模型均为指数模型,基台值、块金值都随着分辨率的降低而迅速减小,而变程则呈现增大趋势。(2)采样间距和数据平滑作用对坡长提取结果的影响:分辨率对坡长的影响可区分为采样间距和数据平滑组分对坡长的影响。对比采样间距和数据平滑作用对坡长的影响发现,数据平滑作用下的坡长频率曲线较为光滑连续,而采样间距作用下的坡长变化规律、频率曲线和累积频率曲线均与分辨率总效应对坡长的影响更相似。统计分析表明,数据平滑作用对坡长的影响不明显,对坡长的影响要小于采样间距作用。(3)采样间距和数据平滑作用的影响与分辨率和地形类型区的关系:随着分辨率的降低,采样间距作用快速变弱,数据平滑作用缓慢增强,最终数据平滑作用大于采样间距作用,但整体上两种作用对坡长的影响程度都随着分辨率降低而减小,且这一规律在地形较为复杂的安塞和绥德地区更加明显,变化更快。图49表32参91

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究目的与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 流域分布式侵蚀学坡长提取方法研究
•     1.2.2 DEM分辨率及其对坡长的尺度效应研究
•   1.3 存在的问题
•   1.4 研究目标与内容
•     1.4.1 研究目标
•     1.4.2 研究内容
•   1.5 论文组织结构
• 2 研究基础与方法
•   2.1 研究区域和数据
•     2.1.1 研究区概况
•     2.1.2 数据基础
•   2.2 研究方法
•     2.2.1 ANUDEM软件多重插值建立DEM
•     2.2.2 流域分布式侵蚀学坡长的提取
•     2.2.3 分辨率组分作用分析
•     2.2.4 统计分析方法
•   2.3 技术路线
• 3 水文地貌关系正确的DEM建立方法
•   3.1 ANUDEM软件建立DEM关键参数的率定
•     3.1.1 DEM分辨率
•     3.1.2 系统计算迭代次数
•     3.1.3 糙度系数
•   3.2 DEM的建立
•     3.2.1 研究区最佳分辨率DEM的建立
•     3.2.2 DEM的质量评价
•   3.3 本章小结
• 4 DEM分辨率总效应对侵蚀学坡长的影响
•   4.1 坡长统计特征与分辨率的关系
•     4.1.1 坡长统计特征值与分辨率的关系
•     4.1.2 坡长分级面积统计
•   4.2 坡长频率曲线的变化
•   4.3 坡长空间格局半变异函数分析
•     4.3.1 高分辨率坡长变异函数
•     4.3.2 不同分辨率坡长变异函数
•   4.4 不同地形复杂度下坡长随分辨率变化分析
•     4.4.1 坡度、平面曲率和剖面曲率
•     4.4.2 坡长统计分布特征
•     4.4.3 坡长频率曲线
•     4.4.4 坡长空间格局
•   4.5 本章小结
• 5 采样间距和数据平滑作用对侵蚀学坡长的影响
•   5.1 采样间距作用对坡长的影响
•     5.1.1 坡长统计分布特征与栅格尺寸的关系
•     5.1.2 坡长频率曲线与栅格尺寸的关系
•   5.2 数据平滑作用对坡长的影响
•     5.2.1 坡长统计分布特征与数据平滑的关系
•     5.2.2 坡长频率曲线与数据平滑的关系
•   5.3 分辨率组分作用对坡长的影响对比分析
•   5.4 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 樊宇

导师: 郭伟玲

关键词: 流域分布式侵蚀学坡长,分辨率,采样间距,数据平滑,尺度效应

来源: 安徽理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,计算机软件及计算机应用

单位: 安徽理工大学

基金: 国家自然科学基金项目(黄土丘陵沟壑区DEM采样间距与数据平滑对流域分布式侵蚀学坡长的影响研究,41501294)

分类号: P208

总页数: 112

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