黃土塬區(qū)DEM水文分析中消除地面?zhèn)螠瞎鹊姆椒?/h1>
2011-07-26 10:58:16趙明偉湯國安李發(fā)源
中國水土保持 2011年8期
趙明偉，湯國安，李發(fā)源
(南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210046)
1 問題的提出
溝壑密度是反映黃土高原地區(qū)地面受侵蝕程度重要的區(qū)域水土流失因子，在該地區(qū)的土壤侵蝕與侵蝕產(chǎn)沙研究中得到了廣泛的應(yīng)用［1－3］。目前，不同學(xué)者提出了不同的提取溝壑網(wǎng)絡(luò)的方法［4－7］，其中基于DEM的坡面流模擬方法因為數(shù)據(jù)來源廣泛、方法簡單、算法穩(wěn)定性高而得到普遍應(yīng)用。這一方法根據(jù)水文學(xué)坡面流模型來判別水流路徑，首先對地面洼地進(jìn)行填充，構(gòu)建無洼地的連續(xù)地面［8］，并根據(jù)每一個柵格單元與相鄰單元之間的最陡坡度，識別求取沿水流路徑的匯流累積量值，再選擇適當(dāng)?shù)膮R流累積量閾值來確定河網(wǎng)。該方法可以直接生成連續(xù)的河網(wǎng)。但是，在計算格網(wǎng)單元流量累積量值時，本不會產(chǎn)生地面徑流的平坦地區(qū)(例如黃土塬面等)也將產(chǎn)生很大的匯流累積量值，從而造成提取溝谷網(wǎng)絡(luò)時會有大量的偽溝谷出現(xiàn)［9－10］。以上問題的出現(xiàn)，給黃土高原地區(qū)溝壑密度的正確提取以及水文分析的有效進(jìn)行，都帶來了很大的困難。
圖1為實驗樣區(qū)水文分析中存在的偽溝谷示意圖，(a)為實驗樣區(qū)的地形等高線圖，(b)為該地區(qū)采用坡面流方法提取的溝谷網(wǎng)絡(luò)，對比可以發(fā)現(xiàn)，原始提取的溝谷網(wǎng)絡(luò)中存在大量的偽溝谷。
圖1 偽溝谷示意
影響提取溝谷網(wǎng)絡(luò)結(jié)果的關(guān)鍵因素是匯流累積量閾值的選?。?1］，一般說來，當(dāng)該閾值變大時，所提取的溝谷網(wǎng)絡(luò)結(jié)果數(shù)量會變少。李俊、陳濤等以陜北黃土高原為研究樣區(qū)，研究了溝壑網(wǎng)絡(luò)提取中匯流累積量閾值的選取依據(jù)［12－13］。但是，對于黃土塬、黃土殘塬等地區(qū)，由于大量平地的存在，試圖僅僅通過調(diào)整匯流累積量閾值來消除偽溝谷是不可行的。圖2為DEM數(shù)據(jù)的山體陰影暈渲圖，可以看出A點處于溝谷中，而B點處于塬面平坦區(qū);對應(yīng)于水流路徑匯流累積量圖3，B點的匯流累積量值卻大大高于A點。由此可見，在黃土塬、黃土殘塬等存在大面積平坦區(qū)域的地區(qū)，不可能存在合適的閾值，使得提取的溝谷網(wǎng)絡(luò)既包含較小的溝谷，又不存在偽溝谷。
如上所述，在平原臺地地區(qū)(如黃土塬面)，由于大量平坦區(qū)域的存在，使得當(dāng)采用坡面流模擬方法進(jìn)行溝谷提取時會產(chǎn)生大量偽溝谷，且無法通過調(diào)整匯流累積量閾值來消除。因此，急需尋求一種簡單而有效的解決方法。
圖2 山體陰影暈渲圖
圖3 匯流累積量圖
2 實驗方法
2.1 實驗樣區(qū)與數(shù)據(jù)
實驗樣區(qū)位于陜西省淳化縣城西北部涇河中游地區(qū)，黃土塬及殘塬為主要地貌類型，塬面地形平緩，但被諸多大溝谷深切割裂，平均海拔1045.04 m，相對高差390 m，塬面平均坡度為8.1°，面積100 km2(10 km×10 km)。此外，實驗中為了對比文中提出的實驗方法消除偽溝谷的效果，還選取了地貌類型屬于黃土臺塬、黃土殘塬的樣區(qū)進(jìn)行附加實驗。附加實驗樣區(qū)的基本情況如表1所示。
表1 附加實驗樣區(qū)概況
實驗數(shù)據(jù)為國家測繪部門生產(chǎn)的5 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)精度滿足實驗要求。
2.2 實驗思路與方法
如前所述，基于DEM提取溝谷網(wǎng)絡(luò)是在得到水流路徑匯流累積量矩陣的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的閾值提取溝谷網(wǎng)絡(luò)。水流路徑匯流累積量矩陣的產(chǎn)生示意圖見圖4，可以看出，某點匯流累積量值的確定既受水流方向的控制，同時也與分析區(qū)域面積緊密相關(guān)。因此，在大面積的平原臺地地區(qū)，雖然地勢變化緩慢，但是仍然會產(chǎn)生很大的匯流累積量值，因而采用常規(guī)方法提取水系時會產(chǎn)生很多偽溝谷。
圖4 匯流累積量矩陣計算示意
根據(jù)以上分析，可以在計算匯流累積量矩陣時對每個柵格點增加權(quán)重值，使得平原臺地地區(qū)匯流累積量減小，從而減小偽溝谷出現(xiàn)的可能性。實驗發(fā)現(xiàn)，在黃土高原地區(qū)，將地形表面劃分為正地形與負(fù)地形之后，溝谷網(wǎng)絡(luò)屬于負(fù)地形區(qū)域。因此，本實驗根據(jù)地表面的正負(fù)地形屬性來設(shè)置權(quán)重值，正地形區(qū)域的匯流累積量權(quán)重值為0，負(fù)地形區(qū)域的匯流累積量權(quán)重值為1;將權(quán)重矩陣與原始匯流累積量矩陣做點乘運算得到新的匯流累積量矩陣，再設(shè)置閾值提取溝谷網(wǎng)絡(luò)。綜合以上分析，在平原臺地地區(qū)基于DEM數(shù)據(jù)提取正確的溝谷網(wǎng)絡(luò)的步驟為:
(1)基于DEM數(shù)據(jù)得到匯流累積量矩陣［14］。首先，對原始DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行洼地填充處理，然后，利用GIS水文分析，得到提取區(qū)域的水流方向矩陣及匯流累積量矩陣。
(2)基于DEM數(shù)據(jù)獲取實驗樣區(qū)地表的正負(fù)地形屬性［15］，見圖5。將正地形區(qū)域柵格屬性設(shè)為0，負(fù)地形區(qū)域柵格屬性設(shè)為1，作為權(quán)重矩陣。
(3)將步驟(1)得到的匯流累積量矩陣與權(quán)重矩陣做點乘運算，得到新的匯流累積量矩陣。
(4)基于新的匯流累積量矩陣設(shè)置閾值，得到正確的溝谷網(wǎng)絡(luò)，其中閾值的選取要保證達(dá)到所要提取的最小溝谷的匯流累積量。
2.3 實驗結(jié)果與分析
實驗結(jié)果見圖6，圖7是基于該地區(qū)的DOM數(shù)據(jù)手動勾繪的溝谷網(wǎng)絡(luò)。實驗結(jié)果與圖1(b)的原始結(jié)果比較可以看出，本文提出的消除偽溝谷的方法可以有效去除平坦塬面上的偽溝谷，并且細(xì)小的溝谷以及平坦的大溝谷都得到了很好的保留;根據(jù)處理結(jié)果計算的溝壑密度為1.06 km/km2，而根據(jù)原始數(shù)據(jù)計算的溝壑密度為2.05 km/km2，二者的差異是相當(dāng)明顯的。由手動勾繪得到的溝谷網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)的溝壑密度為0.92 km/km2，其值略小于偽溝谷消除后的結(jié)果。從圖中可以看出，手動勾繪的溝谷大部分是直線，而消除偽溝谷后的結(jié)果中溝谷有一定的彎曲，相對于手動勾繪的溝谷網(wǎng)絡(luò)，偽溝谷消除以后的溝谷網(wǎng)絡(luò)更符合實際情況。
為了定量描述實驗方法對偽溝谷的消除效果，如果將消除偽溝谷后的溝谷網(wǎng)絡(luò)近似看作實際區(qū)域的溝谷網(wǎng)絡(luò)，則定義偽溝谷消除率為偽溝谷總長度與實際溝谷總長度的比值，即
式中:R是溝谷消除率;∑L真是真實溝谷的總長度，這里把消除偽溝谷后的溝谷網(wǎng)絡(luò)作為真實溝谷網(wǎng)絡(luò)的近似值;∑L偽是偽溝谷的總長度，在計算時可以用原始提取的溝谷總長度減去真實溝谷的總長度。
表2為實驗樣區(qū)消除偽溝谷之前的溝壑密度(DS1)、消除偽溝谷后的溝壑密度(DS2)以及偽溝谷消除率(R)的計算值。
表2 實驗前后溝壑密度以及偽溝谷消除率計算值
從表中可以看出，在各種地貌類型的實驗樣區(qū)中，黃土塬的偽溝谷消除率最高，黃土臺塬次之，黃土殘塬的偽溝谷消除率最低。這是因為黃土塬區(qū)存在大面積的平坦區(qū)域，因此在采用坡面流模擬方法進(jìn)行溝谷網(wǎng)絡(luò)提取時，這些平坦區(qū)域的匯流累積量值很大，造成了大量的偽溝谷;黃土臺塬的情況類似，只是塬面平坦區(qū)域面積有所減小，因此偽溝谷消除率較之黃土塬區(qū)也有所下降;而黃土殘塬地區(qū)由于破碎程度較高，不存在大面積的平坦區(qū)域，所以這些地區(qū)在提取溝谷網(wǎng)絡(luò)時產(chǎn)生的偽溝谷數(shù)量較少，偽溝谷消除率在三類實驗樣區(qū)中也是最小的。
3 結(jié)論與討論
本文根據(jù)黃土塬、黃土殘塬以及黃土臺塬等地區(qū)的地形特點，以該區(qū)域的正負(fù)地形屬性作為權(quán)重矩陣，與原始匯流累積量矩陣做點乘運算產(chǎn)生新的匯流累積量矩陣，以此匯流累積量矩陣設(shè)置閾值所提取的溝谷水系有效地去除了原始方法結(jié)果中的偽溝谷。該方法的偽溝谷消除效果對于大面積平坦地區(qū)最為有效，隨著樣區(qū)地形破碎程度的增加，偽溝谷消除率呈遞減的趨勢。
［1］白占國.從地貌空間結(jié)構(gòu)特征預(yù)測土壤侵蝕的研究——以神府、東勝煤田區(qū)為例［J］.中國水土保持，1993(12):23－24.
［2］盧金發(fā).黃河中游流域地貌形態(tài)對流域產(chǎn)沙量的影響［J］.地理研究，2002，21(2):171 －178.
［3］廖義善，蔡強(qiáng)國，秦奮，等.基于DEM的黃土丘陵溝壑區(qū)流域地貌特征及侵蝕產(chǎn)沙尺度研究［J］.水土保持學(xué)報，2008，22(1):1 －6.
［4］O’Callaghan J F，Mark D M.The extraction of drainage networks from digital elevation data［J］.Computer Vision，Graphics，and Image Processing，1984，28(3):323 －344.
［5］韋中亞，周貴云，羅萬勤.一種基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的溝壑密度提取算法［J］.地理學(xué)與國土研究，2001，17(2):24 －27.
［6］陳永良，劉大有，虞強(qiáng)源.從DEM中自動提取自然水系［J］.中國圖象圖形學(xué)報，2002，7(1):91 －96.
［7］李昌峰，馮學(xué)智，趙銳.流域水系自動提取的方法和應(yīng)用［J］.湖泊科學(xué)，2003，15(3):205 －212.
［8］謝順平，都金康，羅維佳，等.基于DEM的復(fù)雜地形流域特征提?。跩］.地理研究，2006，25(1):96－102.
［9］祝士杰，湯國安，賈旖旎.基于DLG水系的DEM修正方法研究［J］.現(xiàn)代測繪，2009，32(6):3 －4.
［10］徐濤，胡光道.基于數(shù)字高程模型自動提取水系的若干問題［J］.地理與地理信息科學(xué)，2004，20(5):11 －14.
［11］吳良超.基于DEM的黃土高原溝壑特征及其空間分異規(guī)律研究［D］.西安:西北大學(xué)，2005.
［12］李俊，湯國安，張婷，等.利用DEM提取陜北黃土高原溝谷網(wǎng)絡(luò)的匯流閾值研究［J］.水土保持通報，2007，27(2):75－78.
［13］陳濤，朱金兆，馬浩，等.黃土高原溝壑區(qū)溝道提取時閾值范圍的研究［J］.長江科學(xué)院院報，2008，25(3):28 －31.
［14］周貴云，劉瑜，鄔倫.基于數(shù)字高程模型的水系提取算法［J］.地理學(xué)與國土研究，2000，16(4):77 －81.
［15］周毅.基于DEM的黃土正負(fù)地形特征研究［D］.南京:南京師范大學(xué)，2008.
猜你喜歡
促進(jìn)大果沙棗扦插育苗生長的最佳施肥措施中國果業(yè)信息(2022年9期)2022-11-19 13:46:21 桂林市銀杏綠化調(diào)查與分析中國林副特產(chǎn)(2021年6期)2021-12-21 05:14:12 溝壑中國寶玉石(2021年5期)2021-11-18 07:34:50 野生植物對陜北黃土丘陵區(qū)土壤石油污染影響研究環(huán)境科技(2020年2期)2020-05-08 14:49:44 哲理漫畫文萃報·周五版(2020年15期)2020-04-22 20:18:44 桂北油茶早實豐產(chǎn)林營建現(xiàn)狀調(diào)查中國林副特產(chǎn)(2019年6期)2019-12-19 05:43:56 全數(shù)字高密度三維地震勘探技術(shù)在黃土塬區(qū)的應(yīng)用研究科技視界(2019年16期)2019-07-23 01:50:52 黃土塬上唱黃土謠青年歌聲(2017年8期)2017-02-09 01:35:14 黃土溝壑地貌區(qū)傳統(tǒng)聚落形態(tài)演進(jìn)研究西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)(2016年5期)2016-11-10 02:39:32 節(jié)水工程在黃土塬地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用水科學(xué)與工程技術(shù)(2016年3期)2016-07-10 15:12:44
趙明偉，湯國安，李發(fā)源
(南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210046)
1 問題的提出
溝壑密度是反映黃土高原地區(qū)地面受侵蝕程度重要的區(qū)域水土流失因子，在該地區(qū)的土壤侵蝕與侵蝕產(chǎn)沙研究中得到了廣泛的應(yīng)用［1－3］。目前，不同學(xué)者提出了不同的提取溝壑網(wǎng)絡(luò)的方法［4－7］，其中基于DEM的坡面流模擬方法因為數(shù)據(jù)來源廣泛、方法簡單、算法穩(wěn)定性高而得到普遍應(yīng)用。這一方法根據(jù)水文學(xué)坡面流模型來判別水流路徑，首先對地面洼地進(jìn)行填充，構(gòu)建無洼地的連續(xù)地面［8］，并根據(jù)每一個柵格單元與相鄰單元之間的最陡坡度，識別求取沿水流路徑的匯流累積量值，再選擇適當(dāng)?shù)膮R流累積量閾值來確定河網(wǎng)。該方法可以直接生成連續(xù)的河網(wǎng)。但是，在計算格網(wǎng)單元流量累積量值時，本不會產(chǎn)生地面徑流的平坦地區(qū)(例如黃土塬面等)也將產(chǎn)生很大的匯流累積量值，從而造成提取溝谷網(wǎng)絡(luò)時會有大量的偽溝谷出現(xiàn)［9－10］。以上問題的出現(xiàn)，給黃土高原地區(qū)溝壑密度的正確提取以及水文分析的有效進(jìn)行，都帶來了很大的困難。
圖1為實驗樣區(qū)水文分析中存在的偽溝谷示意圖，(a)為實驗樣區(qū)的地形等高線圖，(b)為該地區(qū)采用坡面流方法提取的溝谷網(wǎng)絡(luò)，對比可以發(fā)現(xiàn)，原始提取的溝谷網(wǎng)絡(luò)中存在大量的偽溝谷。
圖1 偽溝谷示意
影響提取溝谷網(wǎng)絡(luò)結(jié)果的關(guān)鍵因素是匯流累積量閾值的選?。?1］，一般說來，當(dāng)該閾值變大時，所提取的溝谷網(wǎng)絡(luò)結(jié)果數(shù)量會變少。李俊、陳濤等以陜北黃土高原為研究樣區(qū)，研究了溝壑網(wǎng)絡(luò)提取中匯流累積量閾值的選取依據(jù)［12－13］。但是，對于黃土塬、黃土殘塬等地區(qū)，由于大量平地的存在，試圖僅僅通過調(diào)整匯流累積量閾值來消除偽溝谷是不可行的。圖2為DEM數(shù)據(jù)的山體陰影暈渲圖，可以看出A點處于溝谷中，而B點處于塬面平坦區(qū);對應(yīng)于水流路徑匯流累積量圖3，B點的匯流累積量值卻大大高于A點。由此可見，在黃土塬、黃土殘塬等存在大面積平坦區(qū)域的地區(qū)，不可能存在合適的閾值，使得提取的溝谷網(wǎng)絡(luò)既包含較小的溝谷，又不存在偽溝谷。
如上所述，在平原臺地地區(qū)(如黃土塬面)，由于大量平坦區(qū)域的存在，使得當(dāng)采用坡面流模擬方法進(jìn)行溝谷提取時會產(chǎn)生大量偽溝谷，且無法通過調(diào)整匯流累積量閾值來消除。因此，急需尋求一種簡單而有效的解決方法。
圖2 山體陰影暈渲圖
圖3 匯流累積量圖
2 實驗方法
2.1 實驗樣區(qū)與數(shù)據(jù)
實驗樣區(qū)位于陜西省淳化縣城西北部涇河中游地區(qū)，黃土塬及殘塬為主要地貌類型，塬面地形平緩，但被諸多大溝谷深切割裂，平均海拔1045.04 m，相對高差390 m，塬面平均坡度為8.1°，面積100 km2(10 km×10 km)。此外，實驗中為了對比文中提出的實驗方法消除偽溝谷的效果，還選取了地貌類型屬于黃土臺塬、黃土殘塬的樣區(qū)進(jìn)行附加實驗。附加實驗樣區(qū)的基本情況如表1所示。
表1 附加實驗樣區(qū)概況
實驗數(shù)據(jù)為國家測繪部門生產(chǎn)的5 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)精度滿足實驗要求。
2.2 實驗思路與方法
如前所述，基于DEM提取溝谷網(wǎng)絡(luò)是在得到水流路徑匯流累積量矩陣的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的閾值提取溝谷網(wǎng)絡(luò)。水流路徑匯流累積量矩陣的產(chǎn)生示意圖見圖4，可以看出，某點匯流累積量值的確定既受水流方向的控制，同時也與分析區(qū)域面積緊密相關(guān)。因此，在大面積的平原臺地地區(qū)，雖然地勢變化緩慢，但是仍然會產(chǎn)生很大的匯流累積量值，因而采用常規(guī)方法提取水系時會產(chǎn)生很多偽溝谷。
圖4 匯流累積量矩陣計算示意
根據(jù)以上分析，可以在計算匯流累積量矩陣時對每個柵格點增加權(quán)重值，使得平原臺地地區(qū)匯流累積量減小，從而減小偽溝谷出現(xiàn)的可能性。實驗發(fā)現(xiàn)，在黃土高原地區(qū)，將地形表面劃分為正地形與負(fù)地形之后，溝谷網(wǎng)絡(luò)屬于負(fù)地形區(qū)域。因此，本實驗根據(jù)地表面的正負(fù)地形屬性來設(shè)置權(quán)重值，正地形區(qū)域的匯流累積量權(quán)重值為0，負(fù)地形區(qū)域的匯流累積量權(quán)重值為1;將權(quán)重矩陣與原始匯流累積量矩陣做點乘運算得到新的匯流累積量矩陣，再設(shè)置閾值提取溝谷網(wǎng)絡(luò)。綜合以上分析，在平原臺地地區(qū)基于DEM數(shù)據(jù)提取正確的溝谷網(wǎng)絡(luò)的步驟為:
(1)基于DEM數(shù)據(jù)得到匯流累積量矩陣［14］。首先，對原始DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行洼地填充處理，然后，利用GIS水文分析，得到提取區(qū)域的水流方向矩陣及匯流累積量矩陣。
(2)基于DEM數(shù)據(jù)獲取實驗樣區(qū)地表的正負(fù)地形屬性［15］，見圖5。將正地形區(qū)域柵格屬性設(shè)為0，負(fù)地形區(qū)域柵格屬性設(shè)為1，作為權(quán)重矩陣。
(3)將步驟(1)得到的匯流累積量矩陣與權(quán)重矩陣做點乘運算，得到新的匯流累積量矩陣。
(4)基于新的匯流累積量矩陣設(shè)置閾值，得到正確的溝谷網(wǎng)絡(luò)，其中閾值的選取要保證達(dá)到所要提取的最小溝谷的匯流累積量。
2.3 實驗結(jié)果與分析
實驗結(jié)果見圖6，圖7是基于該地區(qū)的DOM數(shù)據(jù)手動勾繪的溝谷網(wǎng)絡(luò)。實驗結(jié)果與圖1(b)的原始結(jié)果比較可以看出，本文提出的消除偽溝谷的方法可以有效去除平坦塬面上的偽溝谷，并且細(xì)小的溝谷以及平坦的大溝谷都得到了很好的保留;根據(jù)處理結(jié)果計算的溝壑密度為1.06 km/km2，而根據(jù)原始數(shù)據(jù)計算的溝壑密度為2.05 km/km2，二者的差異是相當(dāng)明顯的。由手動勾繪得到的溝谷網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)的溝壑密度為0.92 km/km2，其值略小于偽溝谷消除后的結(jié)果。從圖中可以看出，手動勾繪的溝谷大部分是直線，而消除偽溝谷后的結(jié)果中溝谷有一定的彎曲，相對于手動勾繪的溝谷網(wǎng)絡(luò)，偽溝谷消除以后的溝谷網(wǎng)絡(luò)更符合實際情況。
為了定量描述實驗方法對偽溝谷的消除效果，如果將消除偽溝谷后的溝谷網(wǎng)絡(luò)近似看作實際區(qū)域的溝谷網(wǎng)絡(luò)，則定義偽溝谷消除率為偽溝谷總長度與實際溝谷總長度的比值，即
式中:R是溝谷消除率;∑L真是真實溝谷的總長度，這里把消除偽溝谷后的溝谷網(wǎng)絡(luò)作為真實溝谷網(wǎng)絡(luò)的近似值;∑L偽是偽溝谷的總長度，在計算時可以用原始提取的溝谷總長度減去真實溝谷的總長度。
表2為實驗樣區(qū)消除偽溝谷之前的溝壑密度(DS1)、消除偽溝谷后的溝壑密度(DS2)以及偽溝谷消除率(R)的計算值。
表2 實驗前后溝壑密度以及偽溝谷消除率計算值
從表中可以看出，在各種地貌類型的實驗樣區(qū)中，黃土塬的偽溝谷消除率最高，黃土臺塬次之，黃土殘塬的偽溝谷消除率最低。這是因為黃土塬區(qū)存在大面積的平坦區(qū)域，因此在采用坡面流模擬方法進(jìn)行溝谷網(wǎng)絡(luò)提取時，這些平坦區(qū)域的匯流累積量值很大，造成了大量的偽溝谷;黃土臺塬的情況類似，只是塬面平坦區(qū)域面積有所減小，因此偽溝谷消除率較之黃土塬區(qū)也有所下降;而黃土殘塬地區(qū)由于破碎程度較高，不存在大面積的平坦區(qū)域，所以這些地區(qū)在提取溝谷網(wǎng)絡(luò)時產(chǎn)生的偽溝谷數(shù)量較少，偽溝谷消除率在三類實驗樣區(qū)中也是最小的。
3 結(jié)論與討論
本文根據(jù)黃土塬、黃土殘塬以及黃土臺塬等地區(qū)的地形特點，以該區(qū)域的正負(fù)地形屬性作為權(quán)重矩陣，與原始匯流累積量矩陣做點乘運算產(chǎn)生新的匯流累積量矩陣，以此匯流累積量矩陣設(shè)置閾值所提取的溝谷水系有效地去除了原始方法結(jié)果中的偽溝谷。該方法的偽溝谷消除效果對于大面積平坦地區(qū)最為有效，隨著樣區(qū)地形破碎程度的增加，偽溝谷消除率呈遞減的趨勢。
［1］白占國.從地貌空間結(jié)構(gòu)特征預(yù)測土壤侵蝕的研究——以神府、東勝煤田區(qū)為例［J］.中國水土保持，1993(12):23－24.
［2］盧金發(fā).黃河中游流域地貌形態(tài)對流域產(chǎn)沙量的影響［J］.地理研究，2002，21(2):171 －178.
［3］廖義善，蔡強(qiáng)國，秦奮，等.基于DEM的黃土丘陵溝壑區(qū)流域地貌特征及侵蝕產(chǎn)沙尺度研究［J］.水土保持學(xué)報，2008，22(1):1 －6.
［4］O’Callaghan J F，Mark D M.The extraction of drainage networks from digital elevation data［J］.Computer Vision，Graphics，and Image Processing，1984，28(3):323 －344.
［5］韋中亞，周貴云，羅萬勤.一種基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的溝壑密度提取算法［J］.地理學(xué)與國土研究，2001，17(2):24 －27.
［6］陳永良，劉大有，虞強(qiáng)源.從DEM中自動提取自然水系［J］.中國圖象圖形學(xué)報，2002，7(1):91 －96.
［7］李昌峰，馮學(xué)智，趙銳.流域水系自動提取的方法和應(yīng)用［J］.湖泊科學(xué)，2003，15(3):205 －212.
［8］謝順平，都金康，羅維佳，等.基于DEM的復(fù)雜地形流域特征提?。跩］.地理研究，2006，25(1):96－102.
［9］祝士杰，湯國安，賈旖旎.基于DLG水系的DEM修正方法研究［J］.現(xiàn)代測繪，2009，32(6):3 －4.
［10］徐濤，胡光道.基于數(shù)字高程模型自動提取水系的若干問題［J］.地理與地理信息科學(xué)，2004，20(5):11 －14.
［11］吳良超.基于DEM的黃土高原溝壑特征及其空間分異規(guī)律研究［D］.西安:西北大學(xué)，2005.
［12］李俊，湯國安，張婷，等.利用DEM提取陜北黃土高原溝谷網(wǎng)絡(luò)的匯流閾值研究［J］.水土保持通報，2007，27(2):75－78.
［13］陳濤，朱金兆，馬浩，等.黃土高原溝壑區(qū)溝道提取時閾值范圍的研究［J］.長江科學(xué)院院報，2008，25(3):28 －31.
［14］周貴云，劉瑜，鄔倫.基于數(shù)字高程模型的水系提取算法［J］.地理學(xué)與國土研究，2000，16(4):77 －81.
［15］周毅.基于DEM的黃土正負(fù)地形特征研究［D］.南京:南京師范大學(xué)，2008.
猜你喜歡
中國果業(yè)信息(2022年9期)2022-11-19 13:46:21
中國林副特產(chǎn)(2021年6期)2021-12-21 05:14:12
中國寶玉石(2021年5期)2021-11-18 07:34:50
環(huán)境科技(2020年2期)2020-05-08 14:49:44
文萃報·周五版(2020年15期)2020-04-22 20:18:44
中國林副特產(chǎn)(2019年6期)2019-12-19 05:43:56
科技視界(2019年16期)2019-07-23 01:50:52
青年歌聲(2017年8期)2017-02-09 01:35:14
西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)(2016年5期)2016-11-10 02:39:32
水科學(xué)與工程技術(shù)(2016年3期)2016-07-10 15:12:44
