练习二地形特征信息提取.docx

练习二地形特征信息提取1. 实验背景特征地形要素，主要指对地形在地表的空间分布特征具有控制作用的点、线 或面状要素特征地形要素构成地表与起伏变化的基本框架与地形指标的提取 主要采用小范围的邻域分析不同的是，特征地形要素的提取更多地应用较为复杂 的技术方法，如山脊线、山谷线、沟沿线等的提取采用了全局分析法，成为栅格 数据地学分析中很具特色的数据处理内容特征地形要素从表示的内容上可分为地形特征点和特征线两大类地形特征 点主要包括山顶点、凹陷点、脊点、谷点、鞍点、平地点等基于DEM提取地形 特征点，可利用 3*3 或更大的栅格窗口，通过中心格网点与 8 个邻域格网点的高 程关系来进行判断获取 山脊线和山谷线构成了地形起伏变化的分界线（骨架线），因此它对于地形地貌 研究具有重要意义另一方面，对于水文物理过程研究而言，由于山脊、山谷分 别代表示分水性与汇水性，山脊线和山谷线的提取实质上也是分水线与汇水线的 提取自动提取山脊线和山谷线的主要方法都是基于规则格网DEM数据的，从算法设 计原理上来分，大致可以分为以下五种：（1） 基于图像处理技术的方法（2） 基于地形表面几何形态分析的方法（3） 基于地形表面流水物理模拟分析方法（4） 基于地形表面几何形态分析和流水物理模拟分析相结合的方法 （5）平面 曲率与坡形组合法其中，平面曲率与坡形组合法提取的山脊线、山谷的宽度可由选取平面曲率的 大小来调节，方法简便，效果好。

该方法基本处理过程为：首先利用DEM数据提 取地面的平面曲率及地面的正负地形，取正地形上平面曲率的大值即为山脊线， 负地形上平面曲率的大值即为山谷实际应用中，由于平面曲率的提取比较复杂 繁琐，而坡向变率（SOA）在一定程度上可以很好地表示平面曲率，因此，下面 的提取过程以SOA代替平面曲率2. 实验目的 通过本实例，使读者掌握山脊线和山谷线这两个基本地形特征信息的理论及 其基于 DEM 的提取方法与原理同时，熟练掌握利用 ArcGIS 软件对这两个地形 特征信息的提取方法2. 实验要求:利用所给区域DEM数据，提取该区域山脊线、山谷线栅格数据层 具体提取过程：1）点击DEM数据，使用表面分析中的坡向（Aspect）工具，提取DEM的坡向数 据层，命名为 A島贰口 电” l *i：n ■- m 扌卫圍首口加品^^S»i?3 2S ** k e 1; ftj&ft n■ 9RBL1 - :- g - 矗■丽«?加丽・卜..-□ 5«i：-U ■±11 制|—lEIWi-LCHI■ GE 口即汹4幻®■ ・mT&203l■ 口■ EJ 241.^202.51■ EM52K-5-3J7-3 ■咖疋网H 厨 4r»K . HCJG*!2）点击数据层A,使用表面分析中的坡度（Slope）工具，提取数据层A的坡度 数据，命名为 SOA10 xHB -牛弋狀卫口 Fh印 MH」I»V> TSSl 卫心 M烹 W»6/ 皆丁崗 祇厲口巴日也 6 f 总•" L姐问 ■諮：51i云H匚I ”丄咼鼻汕苫审 * 0 <曲•世上 r国丘鈕总寻訂■申• H-2I21T16S igj33JSZL7LM 耳齐■强芒血磁-站泌 Q-43J4W1ML 52.71 ■灿 JWMfn -■皿拠磁皿1叫■ ".usam - QU1■ H■出LVUT? - OJL- !： Q *■ W-U■氏扭爼*哥列 OiJU^LLlSi■ 5WJU辭g胡■ RIL5JS-J025I■ E2W.P 抑％■ Bip和/皿訓■ 艮1山丹7„ 裁竺■ «3血&瀚3 Jmvi.3|. nSl.Td'E! 46J72:;:. :狮 晶心土3）求取原始DEM数据层的最大高程值，即为H。

使用空间分析工具集中的栅格计算器，公式为（H-DEM），得到与原来地形相反的数据层，即反地形DEM数据4）基于反地形DEM数据求算坡向值h.t fQ F'-E - ^YWap 2MH MX> HSVi 豎叨1 ・Am 宙敦 loFBd褂闻 £Wl V4Sl-$De 曰会 K - A ■ L Jd KB ■■- ；x| 3 ~3 £"S 口沁品+、mTQ ：：；： + k O 二 il 己亍 ^)-■- i： ； ；■»!』/ 島曲型■: -t4i572主町聞丄E 4WL3MJI!-!*'■ ±1K??.$)—?r»J5-llZ9| ■ BBjj；恬•话7®■ “申啟珅斗■ ^2415-200.51■咖2网 宦H3 LXL ■卜•|0]3^U!LTLM N ■北知$i如-站■和JU殮哺-血■门jmcMUF■ MJWMZ7C BO. ■北曲IQUK1-空5）利用 SOA 方法求算反地形的坡向变率，即为 SOA2t - 7|L .. 1 Jr *bIZlz'ii*a •耳此 jA ^S> _a'i!•% 活 >n 7我、JkJc|r |T TT^, r J ■T J fcjj・ hfll 口JB■ E-- L11I]B45

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骨曲印 H：€> UBVi TS?Sl e日曰也 -c «碎4 m尹0汕誌*・？心 EE圧0® B^Cl «l0&SOA>7O,即可求出山脊线[■5J.T91.1.^747 - bl - I■刖JMLMXM - m■ OX 匚It：谢汕-超SI HD■la 期3|—|P|W5.：LULS|■ ED]]Zf-Lf?£l■ ■11^*202■刖■ XMG5J4M■ &)■»：!.乩沁 5l■ Bl32K-.5-^> ■曲即MJSg• n-JiaTjc-i igjlSJSULTLM 2S.■ 口於吓询亠■ 4T辻常那-岭 QrUJ'MJaML 3Z ■和耳朋拠i-亂■ gTWCW；! - TO■ MJMQMZTfi m■ 4知MW-能*10）同理，在栅格计算器中，键入公式 shangu=C<0&SOA>70 即可求出山谷线。