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坡度表示地面的倾斜度,是地貌形态特征之一。坡度是影响山区土地利用方式的重要因素,也是山区土地资源评价、土壤侵蚀研究等所必需的重要参数。当前主要是利用数字高程模型(DEM)并且借助计算机来获取地面的坡度值。由于DEM本身是对地形的一种模拟,所以基于DEM获取的坡度值精度与DEM本身描述地形的精度以及利用DEM提取坡度时的精度有关。
本文在收集总结现有北京地区地貌划分方法的基础上,以1:1万等高线数据生成的DEM为主要数据源,对北京地区进行了地貌划分。针对北京不同地貌类型区,从两方面研究DEM对提取地面坡度的影响,一方面,利用1:1万等高线数据生成不同分辨率的DEM,研究DEM的分辨率对地形描述误差的影响,同时又针对同一分辨率DEM(2.5m),研究得出不同分析窗口大小对地形描述误差的影响;另一方面利用不同分辨率DEM提取实验样区的平均坡度值,确定了DEM分辨率对不同地貌区域平均坡度的回归模型,本文以2.5m分辨率DEM提取的平均坡度作为地表坡度的真实值,进一步研究得出北京地区平均坡度误差估算模型。最后,本文以相对误差率作为精度验证指标,对误差模型进行了检验,检验结果表明该误差模型可以将相对误差率控制在20%以内。应用该模型可以提高用低分辨率DEM提取平均坡度值的精度,同时该模型为在实际应用中选择合适的DEM分辨率提供了科学的依据。
本文初步研究了同一地区不同分辨率DEM的坡度谱,为进一步定量研究分辨率对坡度谱的影响奠定了基础。