地形起伏度最佳统计单元算法的比较研究.doc
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1、 第卷第期 年月 水土保持研究 , : 地 形 起 伏 度 最 佳 统 计 单 元 算法 的 比 较 研 究 陈学兄 ,常庆瑞 ,毕如田 ,刘正春 ,张小军 (山西农业大学 资源环境学院,山西 太谷 西北农林科技大学; , ( , , , , ) 摘 要 基于 分辨率 数据 , 利用邻域分析法在不同大 小窗口下 、 、 、 ( 对 山 ) 西省地形起伏度进行了提取 运用人工作图法 最大 高差法 模糊数学法 均值变点分 析法和累积 和 分 析 算 法分别计算最佳统计单元,对统计单元计算方法 的准确 性及适用 性进行 分析,提出 山西省 地形起伏 度提取 的最佳 统 计单元。研究分析表明:均值变点
2、分析法和累积 和分析 算法是相 对比较 有效的 方法;运用 均值变点 分析法 与累积 和 分析算法计算所得的最佳统计单元分别为 和 均值变点分 析法是计算 最 单元大小也不同。 关键词 :数字高程模型;地形起伏度;最佳统计单元;算法比 较;山西省 DOI:10.13869/ki.rswc.2018.01.009 , ; , , , , ) ), , , , 地 形起 伏度是 定量 描述 地貌 形态 ,宏 观描述 地形 地貌 学的 意义 ,已 被广 泛 应 用 于 各 个研 究 领 域 ,如 水 变 化整 体趋势 的 主 要 指 标 ,也 是 导 致 水 土流 失 的 土流 失定 量评 价 、潜
3、在 水 土 流 失 评 价 、地 质 环 境 , , ; , ) ; , 、 , 中图分类号 : ; 文献标识码 : 文章编号 : ( ) ( , , , , ; , , , : , ( , , , , , , , , ( ) : ; ; ; ; : : 最 直接 因素 ,它不 仅具 有数 学意 义且 具备土 壤侵 蚀和 质量 定量 评价 、区 域滑 坡 灾 害 评 价 、生 态 敏 感 性 资助项目 :山西农业大学引进人才博士科研启动项目 “多尺度 提取地形起伏度 的对比分析 以山西 省为例 ”();国家 “ ” 计划项目( ) 第一作者 :陈学兄( ),女,青海乐都人,博士,讲师,研究方向
4、为 “ ”技术及应用研究,基于 的水土流失评价。 : 第 期 陈学兄等 :地形起伏度最佳统计单元算法的比较研究 评价 、水 土流 失敏 感性 评价 等。 在此 基 础上 ,国 曲线 上人 工判 断拐 点。 内 学者 对地形 起伏 度 最 佳 统 计单 元 的 计 算 方 法有 了 一 定的 研究 ,最佳 统计 单元 的确 定属 于典 型的变 域面 积 处 的 高 差 变 化 值 ( )为 : 在邻 点 分析 问题 ,其 计 算 方 法 有 :人 工 作 图 法 、最 大 高 差 ( 点 所 有 的 高 差 变 化 值 ,取 最 大 的 法 、模糊 数学 法、均 值 变 点分 析 法 和 累 积
5、 和 , , 所 对应 的 点为 拐点 ,则拐 点所 对应 的面 积为 最 。 分 析算 法 除 人工 作 图 法外 , 其他 方 法 都 以 定 量 的形 佳统 计单 元的 面积 () 。 (,) , 式 寻找 突变点 哪 种方 法更 适合 山西 省地形 起伏 度最 模 糊数学 法 样本 集 中 样 点 在 邻 佳 统计 单 元 的 计 算 还 需 研 究 。 鉴 于 此 ,本 研 究 使 用 数 据,分析 并探讨 最 佳 统 计单 元 各 计算 域面 积处 ,有 : ( ) 方 法的 准确性 及适 用性 ,确 定山 西省 地形起 伏度 提取 () 的 最佳 统计单 元大 小 ,以期 为 生
6、 态 敏 感 性评 价 、水土 ( ) 流 失定 量评价 等相 关研 究提 供数 据资 料,也为山 西省 地 形起 伏度的 进一 步应 用研 究提 供参 考。 左 右 () () : ( ) ( , , 研究区概括 式中 模 糊 系数 均匀 分布 于 区 间 其 中 , 为 邻域 面积 个数 ( ), ;定 义拐 点 山 西省 ,位于 我 国 华北 西 部 的黄 土 高 原地 带 ,东 隔 太行 山与河 北为 邻 ,西隔 黄 河 与 陕 西 相望 ,南 与河 为最 大 值 对应 的那 一点 。 南 省接 壤 ,北 与内 蒙 古 自治 区 相 连 ,疆 域 轮 廓 呈 由东 。 均值 变 点 分
7、 析 法 对 恰 有 北斜 向西 南的 平行 四边 形,全省总 面积 约 万 , 一个 变点 的检 验最 有效 ,该方 法已 被广 泛应 用于 计算 地形 起伏 度最 佳统 计单 元,根 据均 值变 点分 析法 的原 地 貌类 型 复 杂 多 样 , ,有 平 原 、台 地 、山 地 、丘 陵 、高 原 。 理构 建样 本 序 列 ,具 体 过 程 为 首 先 ,计 算 各 统 计 等 其中 山地 丘 陵 约 占 全 省 总 面 积 的 之 余 山 单元 下的 单位 地势 度 ( ),单 位地 势 度 ( ) 平均 起 西 属温 带暖温 带、半 湿 润半 干 旱 大 陆 性 季风 气 候 ,降
8、 伏度 ( )邻 域面积 ( ),( , , , );其次 ,对 单 水 偏少 ,年降 水量 为 ,自 西北 向 东 南递 位地势度 ( )取对 数,得到 序 列 , 为 , , 增 。 境 内矿 产资源 丰 富 多 样 ,且 分 布 广 泛 ,尤 以 煤炭 , , ; , 资 源储 量大 ,质量 优 ,品 种齐 全 ,易开 采而著 称于 世 。 最 后 根 据 下面 公 式 对 表 数 据 进行 计 算 数据与研究方法 基 础数 据 处理 ,计 算出统 计量 的值 。 () 本 研究 使 用 分 辨 率 为 的 数 ( ) () 据 ,数 据 采 样 格 网 大 小 为 ,格 式 为 的 (
9、) 格式 ,地理 坐标 系为 : 。 研 究方 法 式中 :表 示总 体 样 本 的 算 术平 均 值 ; ; 表 示 样 本 总 地形 起伏 度的 提取 使 用邻 域分析 法提 取山 数 和 分 别 为 总 的 离差 平 方 和 及 两 段 样本 的 离 。 西 省地 形起伏 度,所使 用 矩 形 窗口 大 小 为 ( , , )。 像元 :( ) ()最 大 高差 法。 在(,)样 本集 中,样 点 ,比 较 左 右 () 和 ( ( 差平 方和 之差 ()累 积和 分 析 算 法。 累 积 和分 析 算 地 形 起 伏 度提 取 的 步 骤如 下 法可对原 始数 据序 列 中 是否 存
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- 关 键 词:
- 地形 起伏 最佳 统计 单元 算法 比较 研究
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