基于小波理論的DEM尺度變換研究.pdf

1、近年來，數(shù)字高程模型(DEM)在地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)、水文等各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。由于針對不同大小的研究區(qū)域，或不同精確程度要求的研究，對于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，引進小波多尺度分析和方根模型理論對高分辨率DEM進行綜合處理，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)以水土流失嚴重的東北黑土漫崗丘陵區(qū)和南方紅壤丘陵區(qū)為試驗樣區(qū)，基于1：1萬數(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DEM中誤差、與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較、DEM對地形的表現(xiàn)能力、水系網(wǎng)絡(luò)分析四

3、個方面對所建DEM的質(zhì)量進行了評價。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等高線間距，達到美國USGS分級標準的三級標準，其派生等高線與原始等高線符合度高，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)--延河二級支流縣南溝流域為試驗樣區(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，通過設(shè)定不同比例尺參數(shù)，由基于1：1萬比例尺地形圖用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。通過地形總體特征分析、等高線套合、地形因子特征(坡度、曲率、河流網(wǎng)絡(luò))等方面，對綜合后DEM進行質(zhì)量評價。結(jié)果表明，在小波變換處理過程中，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，等高線彎曲程度也越來越平滑，其描述的地形特征逐漸趨于平緩。 (3)從坡度、曲率和派生等高線總長度等方面，通過與基于1：5萬地形圖建立的中等分辨率DEM的比較分析，結(jié)果表明，當比