基于小波理論的DEM尺度變換研究.pdf

1、近年來(lái)，數(shù)字高程模型(DEM)在地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)、水文等各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。由于針對(duì)不同大小的研究區(qū)域，或不同精確程度要求的研究，對(duì)于DEM的分辨率具有不同的要求，因而研究DEM及其地形參數(shù)的尺度效應(yīng)具有重要意義。本文在研究利用ANUDEM軟件建立高分辨率DEM方法的基礎(chǔ)上，引進(jìn)小波多尺度分析和方根模型理論對(duì)高分辨率DEM進(jìn)行綜合處理，探索由高分辨率DEM變換生成中低分辨率DEM的關(guān)鍵技術(shù)，為多種分辨率DEM

2、的研究提供具有相同定位精度的DEM數(shù)據(jù)。主要研究結(jié)果如下： (1)以水土流失嚴(yán)重的東北黑土漫崗丘陵區(qū)和南方紅壤丘陵區(qū)為試驗(yàn)樣區(qū)，基于1：1萬(wàn)數(shù)字地形圖，確定了利用ANUDEM軟件建立高分辨率水文地貌關(guān)系正確DEM的三個(gè)主要參數(shù)。其中，東北黑土漫崗丘陵區(qū)分辨率1m，迭代次數(shù)40，第二糙度系數(shù)0.5；南方紅壤丘陵區(qū)分辨率5m，迭代次數(shù)40，第二糙度系數(shù)0.6。并通過(guò)DEM中誤差、與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較、DEM對(duì)地形的表現(xiàn)能力、水系網(wǎng)絡(luò)分析四

3、個(gè)方面對(duì)所建DEM的質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，在兩樣區(qū)用ANUDEM方法建立的DEM，中誤差均小于1/3等高線(xiàn)間距，達(dá)到美國(guó)USGS分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其派生等高線(xiàn)與原始等高線(xiàn)符合度高，能正確表現(xiàn)地形的形態(tài)及其與水系網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。 (2)以黃土高原典型的黃土丘陵區(qū)--延河二級(jí)支流縣南溝流域?yàn)樵囼?yàn)樣區(qū)，利用小波多尺度分析理論與制圖綜合中方根模型理論相結(jié)合的方法，通過(guò)設(shè)定不同比例尺參數(shù)，由基于1：1萬(wàn)比例尺地形圖用ANUDEM軟件建立

4、的2.5m分辨率DEM經(jīng)小波變換后，生成多種新的較小比例尺DEM。通過(guò)地形總體特征分析、等高線(xiàn)套合、地形因子特征(坡度、曲率、河流網(wǎng)絡(luò))等方面，對(duì)綜合后DEM進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，在小波變換處理過(guò)程中，隨著比例尺參數(shù)的逐漸減小，坡度和曲率相應(yīng)的逐漸變緩，等高線(xiàn)彎曲程度也越來(lái)越平滑，其描述的地形特征逐漸趨于平緩。 (3)從坡度、曲率和派生等高線(xiàn)總長(zhǎng)度等方面，通過(guò)與基于1：5萬(wàn)地形圖建立的中等分辨率DEM的比較分析，結(jié)果表明，當(dāng)比