黄土高原沟壑区典型小流域高精度DEM制作及其应用研究

第24卷第3期

2004年6月

水土保持通报

Bulletin of Soil a nd Wa ter Co nserv a tion V o l.24,N o.3Jun.,2004

水保监测

黄土高原沟壑区典型小流域高精度

DEM 制作及其应用研究

王鸿斌1

,刘斌1

,田杏芳2

,贾泽祥

2

(1.黄河水利委员会西峰水土保持站,甘肃西峰745000; 2.黄河水利委员会黄河上中游管理局,陕西西安710043)

摘　要:高精度数字高程模型(D EM )是水土流失规律研究与流域地形空间分析中重要的空间数据。以黄土高原沟壑区的南小河沟流域为例,以1∶1万地形图为数据源,探讨了在Ar cg is 和ArcView 地理信息平台下,生成高精度DEM 及提取流域土壤侵蚀指标的步骤和方法。结果表明,提取的地形信息能准确地反映该区域地形起伏变化与破碎状况,满足当前“数字流域”建设的需要。关键词:高精度D EM ;南小河沟流域;黄土高原沟壑区

文献标识码:B 文章编号:1000—288X (2004)03—0034—03 中图分类号:P208;S157

High Accuracy DEM Products and Its Application in

Gully Region of Loess Plateau

W AN G Ho ng-bin 1

,LIU B in 1

,T IAN Xing -fang 2

,JIA Ze-xiang

2

(1.Xif eng Soil and Water Conservation Scientific Ex periment Station of Yellow River Water Conserv ancy Commission ,Xif eng 745000,Gansu Province ,China ; 2.Bureau of the Upper and Mid dle Reaches of Yellow Riv er ,X i 'a n 710021,Shaanx i Prov ince ,China )

Abstract :High accuracy DEM s is a n impo rta nt data in study of soil erosio n a nd terrain feature space analy-sis.Taking Nanxiaoheg ou w atershed in Gansu Prov ince,which is in the gully regio n o f Loess Pla teau as a n

ex ample,and 1∶10000relief map as an data source,the m ethod o f high accuracy DEMs and ex tract soil ero-sio n index o f w atershed a re discussed.The result show s that the ter rain feature informa tio n is better a nd tru-ly based on hig h accuracy DEM s ,it is co ntented in the build o f digital wa tershed a t present .Keywords :high accuracy DEMs ;N anxiaohegou watershed ;the gully region of Loess Plateau

1　研究区概况

南小河沟流域是泾河支流蒲河左岸的一条支沟,属典型黄土高原沟壑区。流域面积39.6km 2

,在甘肃庆阳市西峰区及后官寨境内,海拔1050～1423m ,主沟平均比降 2.8%,沟底至塬面相对高差150～200m 。年均降水556.5mm ,年均气温9.3℃,侵蚀模数4350t /(km 2·a)。全流域由塬面、山坡、沟谷3部分组成。塬面集流线长,汇水面积大,主要为水力侵蚀;山坡地形破碎,坡度一般在10°～20°,主要为细沟侵蚀;沟谷包括现代沟谷的谷坡和残存的缓坡地以及沟床,谷坡的上、下部,一般是40°～60°的陡坡和大于60°的悬崖、立壁,谷坡中部多为20°～30°的坡耕地,沟谷侵蚀较为复杂,水力侵蚀和重力侵蚀都很剧烈。流域地质构造较为单一,全部为黄土覆盖,主要包括黄土状重亚黏土、红色黄土、黄土。

2　研究方法

2.1　高精度DEM

数字高程模型DEM (Digital Eleva tio n M odel)是1956—1960年期间,由美国麻省理工学院Chaires .L .Miller 首次提出,它表示区域D 上的三维向量有限序列,用函数的形式描述为[1]:

V i =(X i ,Y i ,Z i )　(i =1,2,3,…,n )

(1)

式中:X i ,Y i ——平面坐标值;Z i ——(X i ,Y i )所对应的高程。

本研究中提出的高精度DEM 是相对于分辨率为5,10,25m 等中粗分辨率DEM 而言的。应项目后期研究需要,为了能更好地与高分辨率Quikbird 卫星数据叠合,定量反映南小河沟流域水土流失治理的梯田、林草、坝地等工程,生物措施以及研究该区域水土流失规律,将该研究区域DEM 分辨率定为1m 。

收稿日期:2003-12-06

资助项目:黄河水利委员会“十五”重大科研项目“黄土高原沟壑区水土流失规律及水保效益分析研究”作者简介:王鸿斌(1968—),男(汉族),甘肃省庆阳市人,工程师,西安理工大学在职硕士,主要从事水土保持及3S 应用研究。E-mail :xfw hb

@sohu .com 。

DOI:10.13961/ k i .st b ctb.2004.03.009