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坡度坡向的提取算法坡度和坡向是地形分析中的重要参数，用于描述地表的陡峭程度和方向。
坡度是指地面上其中一点的高程变化与水平距离之比；坡向是地面其中一点的最大上升率所对应的方向。
坡度和坡向的提取算法可以分为基于DEM（Digital Elevation Model，数字高程模型）和基于地图数据两种方法。
一、基于DEM的坡度和坡向提取算法：1.基于邻域方法的算法：-邻域方法是最简单直观的坡度和坡向提取算法。
它用其中一点周围的高程信息进行计算。
-坡度的计算可以通过求解一阶导数的总体梯度来实现，即将DEM网格转换为连续函数，并计算其梯度。
-坡向的计算可以通过计算DEM网格在横向和纵向方向上的导数，并根据求解出的导数来计算方向。
2.基于三角网格的算法：-三角网格是指将地表划分为许多小三角形，并且每个小三角形的节点均有确定的坐标和高程值。
-这种算法将DEM通过三角剖分得到三角网格，并通过计算每个小三角形的高程差和边长来求解坡度。
-坡向的提取可以通过计算每个小三角形的法向量来实现。
3.基于插值方法的算法：-插值方法是一种基于数据点之间的插值运算来推断未知值的方法。
-坡度和坡向的提取可以通过对DEM高程数据进行插值，并计算插值后数据的导数来实现。
-常用的插值方法包括反距离加权插值和克里金插值等。
二、基于地图数据的坡度和坡向提取算法：1.基于等高线的算法：-等高线是地图上连接同一高程点的线，通过等高线的间距和形状可以判断地形的陡峭程度。
-坡度的提取可以通过计算等高线的间距和高程差来实现。
-坡向的提取可以通过等高线的方向来判断，通常等高线会指向高程减少的方向。
2.基于流向的算法：-水流会沿着最陡峭的方向流动，因此流向可以用于推断坡度和坡向。
-该算法通过计算每个像素点的流向，然后根据流向来推断该点的坡度和坡向。
-常用的流向计算算法包括D8算法和D∞算法等。
以上是坡度和坡向的提取算法的一些简要介绍，实际的算法还需要考虑数据的精度、计算效率等因素，并结合具体应用做一些优化。
浅析DEM分辨率对其实际应用中的影响摘要：数字高程模型DEM是地形地貌数字化的表示方式，不同比例尺与不同栅格空间分辨率DEM在地形信息容量与精度方面无疑存在明显差异，本文探讨了今年来国内学者对DEM 不同分辨率地形信息的差异的研究以及如何在实际应用中选取合适分辨率的DEM。
关键词：DEM；分辨率；信息量数字高程模型DEM( Digital Elevation Model) 是地形地貌数字化的表示方式。
主要的获取方式有三种：野外测量、航空航天遥感影像和现有的地形图数字化。
目前的DEM 主要有三种方式：规则格网结构、不规则三角网和等高线结构。
其中基于规则格网的DEM 由于其结构简单和计算处理方便，适合与GIS 相结合等特点，使其在数字地形模型中占主要的地位。
数字高程模型是遥感与地理信息系统地理数据库中最为重要的空间信息资料，是赖以进行三维空间处理和地形分析的核心数据库[1]。
从中可以派生出各种地形因子，如坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、汇水面积、复合地形指数等，这些地形因子在水文模型建立、土壤侵蚀分析、水土流失监测、地貌形态模拟、生态环境研究等地学分析领域有着广泛的应用。
一、D EM分辨率对地形信息的影响西部大开发中，诸多黄土高原生态环境建设工程项目，特别是水土流失监测与水土保持规划工作等，往往都需要地面坡度图、沟壑分布图等高精度地形数据。
目前，国家测绘部门已经完成了基于1:50000比例尺地形图DEM的建立，并将作为黄土丘陵沟壑区水土流失监测与水土保持规划的重要信息源，1:10000比例尺地形图DEM尚在建设当中。
由于地形图制图综合以及数据内插方法等方面的影响，不同比例尺与不同栅格空间分辨率DEM在地形信息容量与精度方面无疑存在明显差异。
理论上，DEM的分辨率越高，越能真实地反映地形特征，但是DEM的数据量随分辨率的增加而呈几何级数地增加，对于大的区域，往往受到计算机存储容量和数据源的制约，高分辨率的DEM在应用上非常困难，从而一般选择相对较低分辨率的DEM，这样会在一定程度上导致计算的地形参数的改变，从而影响地形信息的正确提取，特别在黄土丘陵沟壑区，地面支离破碎，地形变化异常复杂，1:50000地形图对原始1:10000地形图等高线形态综合取舍程度更大，这些都会在不同程度上影响了地形分析结果的准确性。
第21卷第1期2001年2月水土保持通报Bulletin of Soil and Wat er Co nservationV ol.21N o.1F eb.,2001应用技术不同比例尺DEM提取地面坡度的精度研究——以在黄土丘陵沟壑区的试验为例汤国安1,2,杨勤科1,张勇2,刘咏梅2,刘新华1(1.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨凌712100; 2.西北大学城市与资源学系,陕西西安710069)摘 要:以陕北绥德县韭园沟流域为试验样区,采用高精度1∶1万DEM所提取的坡度为准值,应用多层面复合分析和比较分析的方法,研究该地区1∶5万DEM提取地面坡度的误差特征与纠正方法。
试验结果显示,所获得的不同空间尺度下D EM所提取坡度值的转换图谱,可对1∶5万DEM计算的地面坡度统计值进行有效修正。
该成果对于DEM数据在水土保持领域若干应用标准的制定,提供了重要的理论依据与技术路线。
关键词:D EM;坡度;精度;误差文献标识码:A 文章编号:1000—288X(2001)01—0053—04 中图分类号:P283.7Research on Accuracy of Slope Derived From DEMs of Different Map ScalesTANG Guo-an1,2,YANG Qin-ke2,ZHANG Yong2,LIU Yong-mei2,LIU Xin-hua1(1.I nstitute of Soil and W ater Conserv ation,Chinese A cademy of Sciences and M inistr y of W ater R esour ces,Y ang ling D istrict712100,Shaanx i Pr ov ince,P RC; 2.D ep ar tment of U rban and R esour ce Sciences,N or thw est University,X i an710069,Shaanx i P rovince,PRC)Abstract:Taking Jiuyuan w atershed in Suide county of northern Shaanx i prov ince as a test area,applying overlay and comparativ e law s as a basic research methodology and1∶10000DEM as a criterion,a research on the errors sim ulation and the rectify m ethod in deriving slope gradient from1∶50000scale DEM s was made.A g radient correction down-scaling m odel obtained can effectively rectify the slope statistical values in the hill and gully area of the loess plateau,w hich is of great significance in enacting related standards in the fields of both soil erosion m oni-toring and soil conservation.Keywords:DEM;slope;accuracy;error1 引 言数字高程模型(Digital Elevation M odel,简称DEM)是地面高程的数字表示,是GIS中赖以进行三维空间数据处理与地形分析的核心数据。
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搜索问答我要提问取消首页 > 问题列表 > 问题dem如何提取坡度[编程电脑硬件]悬赏点数10 2个回答75次浏览北京过客2009-2-24 12:44:02 202.112.90.* 举报dem如何提取坡度回答登录并发表回答按时间排序按投票数排序laopo2526322009-2-24 12:47:3360.191.174.* 举报一、地图学的发展传统地图是在图纸上根据地图投影、地理坐标和比例尺，用各种地图符号（点状符号、线状符号、面状符号）和文字注记、颜色来表示一定区域内的地形、地貌、地物以及各种地理现象和社会经济现象。
因此，地图是对地理空间信息的抽象化、符号化的描述。
这使得地图符号既是制图者表达地理空间信息的手段，又是地图使用者获取地理空间信息的工具和手段。
对于制图者工作者，不仅要有很强的空间认知能力，还要能使设计的地图符合人们的认识规律，以使读图效果达到最佳；对于地图的使用者，除了有良好的空间认知能力外，还要具有一定的读图经验，只有这样才能把平面地图上的空间信息转化到形象的三维地理空间之中。
例如：一个十字形的地图符号在不同国家的不同种类的地图里，其代表的含义是完全不同的。
它可以表达多种含义：医院、墓地、教堂等。
传统的二维纸质地图，作为常规性的测绘产品，是一种有效的地理空间信息载体，在人们认识地理环境，获取并分析应用地理信息发挥了重要的作用。
我们生活在一个真三维的现实世界里，而传统的二维地图只对处于三维空间中的各种地理对象全部进行向二维平面投影的简化处理，导致第三维方向（即垂直方向）上的几何位置信息、空间拓扑信息和部分语义信息的损失，不能完整地反映客观世界。
因此，传统地图所表达的地理信息是凝固的、静止的、平面化的。
所以传统地图具有以下三个明显的特点：空间信息平面化、地理信息符号化、地图内容的平面化和静止化。
收稿日期:2004-10-12; 修订日期:2004-10-25基金项目:香港浸会大学研究基金(FRG/98-99/Ò-35);国家自然科学基金(40271089);南京师范大学高层次人才科学研究基金(2004105XGQ2B53)作者简介:刘学军(1965-),男,教授,博士,博士生导师,从事GIS 理论和软件、数字地面模型和数字地形分析、公路CAD 等方面的科研和教学。
E-mail:lxuej un@DEM 结构特征对坡度坡向的影响分析刘学军1,4,龚健雅2,周启鸣3,汤国安1(1.南京师范大学地理科学学院,江苏南京210097;2.武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉430079;3.香港浸会大学地理系,香港;4.长沙理工大学公路工程学院,湖南长沙410076)摘要:数字高程模型已严格定义为按规则格网阵列记录的地形高程数据,其固有的结构特征(如格网分辨率、格网方向、高程数据准确度等)直接影响DEM 对地形表达和坡度、坡向的计算精度。
该文通过理论和数据独立的DE M 实验分析方法,研究了DE M 结构特征对坡度、坡向的影响,得出如下结论:1)高分辨率的DE M 并不一定能给出高精度的坡度、坡向计算结果;2)可通过g=bm/m s @180/P @cos 2S 来选择合适的DEM 分辨率;3)三阶不带权差分算法的坡度、坡向计算结果对DE M 方向有较强的依赖性。
关键词:误差分析;数字高程模型;坡度;坡向;精度中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1672-0504(2004)06-0001-050 引言数字高程模型(Digital Ele vation Model,DEM)是地理信息系统的核心数据库之一和赖以进行地学建模、分析的基础数据。
DE M 的不确定性一直是摄影测量和地学领域的研究问题之一。
DE M 不确定性研究包括两个主要部分,即DE M 本身不确定性分析和基于DE M 地形属性不确定性分析。
中小尺度DEM 空间分辨率对坡度的影响分析摘要：选取辽河平原、鲁中低山丘陵、黔南山地、川西南高山4 种典型地貌类型区为试验样区，以全国1：5 万DEM 为数据源，从平均坡度、坡谱、坡度信息熵3 个方面分析了不同分辨率DEM 对所提取坡度的影响。
结果表明：随着DEM 分辨率的降低，平均坡度呈对数递减趋势，坡谱的变化跟地貌类型有关，坡度信息熵跟DEM 分辨率有较好的相关性，用数学模型模拟这种关系可以精确衡量坡度的不确定性.关键词：GIS；DEM；平均坡度；坡谱；坡度信息熵0 引言地面坡度影响着地表物质运动和能量转换的规模和强度，是制约生产力空间布局的重要因子[1]。
利用数字高程模型（DEM）提取地面坡度，已经成为最重要的技术方法，得到广泛的应用。
目前，许多GIS 软件都可从DEM 中直接提取坡度信息，但是所提取的坡度明显受到DEM 分辨率的制约[2]。
针对这一问题，汤国安，陈楠等从不同方面分析了黄土高原DEM分辨率对提取平均坡度及坡度精度的影响[3，4]，刘学军，zhou，Toutin 等则分析了坡度误差的成因及误差空间分布[5-7]，刘敏，汤国安等分析了DEM 提取坡度信息的不确定性[8]。
但前人关于DEM 分辨率对坡度的影响研究多集中在黄土高原地区，不能反映出我国多地貌的特点，分析结果具有一定片面性，且对坡度不确定性的度量也鲜有研究。
本文将针对全国不同地貌类型区提取的坡度进行系统分析，希望能获得更加普遍的规律。
1 试验基础与技术方法1.1 试验样区我国是一个地形复杂的国家，地势起伏很大，地貌条件复杂，境内不仅拥有许多绵长高大的山脉、高亢广袤的高原、封闭性很强的内陆盆地以及河湖密布的平原，可以说，我国平原、丘陵、山地等各种地貌类型齐全，因此为了更好地研究DEM 分辨率，本文选取4 种典型地貌进行研究，分别是：辽河平原、鲁中低山丘陵、黔南山地和川西南高山。
辽河平原位于辽宁省中部，属典型的东北平原，该区域介于122°～123.3°E，41.2°～42.4°N，海拔为0～445.1m，平均海拔为59.55m。
基于 ArcGIS 10.2.2 生成DEM及坡向、坡度分析发表时间：2018-09-27T18:52:51.030Z 来源：《知识-力量》2018年9月下作者：巨迪雯朱筱凡[导读] 本文基于地理信息系统软件 ArcGIS10.2.2软件,以等高线图层为基础材料，对生成的DEM进行了坡度和坡向分析。
经实验证明该方法具有设备简单，投入成本低，速度快，数据容易更新等特点。
（天津师范大学）摘要：本文基于地理信息系统软件 ArcGIS10.2.2软件,以等高线图层为基础材料，对生成的DEM进行了坡度和坡向分析。
经实验证明该方法具有设备简单，投入成本低，速度快，数据容易更新等特点。
由 DEM 得知，地势总体东南低西北高，自东南向西北呈阶梯状地势逐渐升高；由坡度分析得知：该地 15°以下土地主要分布于东部地区，15°～25°土地占比最高，分布广泛，但零星散布；由坡向分析得知：各类坡向均布，且多为阳坡坡向。
因此该地适宜于开发为林业用地的潜力较大。
关键词：ArcGIS10.2.2；坡度；坡向一、引言随着计算机技术、数字处理技术、数字媒体平台发展，传统的以图形和标注表示地理信息的方式，已经无法满足各种工程设计自动化的要求，不能适应现代化地理学的研究和应用。
因此,地图的数字化产品逐步得到开发应用。
本文将DEM应用于地形分析，在传统采用人工量取，逐个图斑获取的坡度、坡向数据的技术手段，数据不准，直接影响数据的真实性和客观性，工作效率低下不足上,完善了数据精度,提高工作效率。
二、DEM制作的原理、基本思路和流程2.1DEM的制作 DEM制作的基本思路是:依靠等高线模型生成DEM，建立不规则三角网 ,将正确的不规则三角网转化为栅格图像;最后对栅格结构的DEM 进行坡度分析、坡向分析。
具体操作步骤（1）生成TIN，利用Arcmap模块中 3DAnalyst生成不规则三角网（TIN），设置参数空间参考系：与已知的等高线数据的坐标系一致，输入要素类：height“contour”、SF_type “soft_line”。
ＤＥＭ重采样坡度衰减分析摘要：通过数字高程模型（ＤＥＭ）重采样发现，随着水平分辨率的降低，地形也随着趋向平缓，坡度信息不断丢失，地面表达能力逐步下降。
利用１∶１００００数字地形图生成５ｍ水平分辨率ＤＥＭ，以此为基准重采样生成１０、２０、４０ｍ水平分辨率的ＤＥＭ，提取各水平分辨率ＤＥＭ的坡度。
对提取的５ｍ水平分辨率ＤＥＭ的坡度进行邻域分析，提取１０、２０、４０ｍ水平分辨率DEM的最大坡度，以此求取其与直接由相对应水平分辨率ＤＥＭ提取的坡度的差值，并对坡度差值进行频率统计分析，同时分析了剖面曲率在重采样过程中的变化。
结果表明，随着ＤＥＭ水平分辨率的降低，坡度平均值不断降低，较小坡度的频率逐渐增大，较大坡度的频率逐渐减小。
ＤＥＭ水平分辨率较高时，坡度差值分布集中于较小坡度差值处，且范围集中；DEM水平分辨率越低，坡度差值分布曲线愈加分散，且集中于较大坡度差值处。
DEM水平分辨率越高，剖面曲率曲线分布越广，DEM水平分辨率越低，曲线分布越窄，且变得集中，其中剖面曲率较高部分损失严重。
关键词：重采样；坡度衰减；频率统计；剖面曲率Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ１∶１００００ｄｉｇｉｔａｌｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃｍａｐｓ，ｄｉｇｉｔａｌｅｌｅｖａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ（ＤＥＭ）ｗｉｔｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆ５ｍＤＥＭｗａｓｇｅｎｅｒａｔｅｄ，ｂａｓｅｄｏｎｗｈｉｃｈＤＥＭｗｉｔｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆ１０，２０ａｎｄ４０ｍｗａｓｒｅ－ｓａｍｐｌｅｄ．ＴｈｅｓｌｏｐｅｓｏｆｔｈｅｓｅＤＥＭｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．ＮｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇｒｅｇｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎＤＥＭｗｉｔｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆ５ｍ；ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｏｎｔｈｅ１０，２０ａｎｄ４０ｍｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｓｏｔｈａｔｉｔｓｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｆｒｏｍｔｈｅｓｌｏｐｅｄｉｒｅｃｔｌｙｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍＤＥＭｗｉｔｈｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｃｏｕｌｄｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｆｏｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｖｅｒａｇｅｏｆｓｌｏｐｅｄｅｃｒｅａｓｅｄａｓｔｈｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＤＥＭｄｅｃｒｅａｓｅｄ；ａｎｄｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｓｍａｌｌｓｌｏｐｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｈｉｌｅｏｆｌａｒｇｅｓｌｏｐｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ．ＷｈｅｎＤＥＭｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｈｉｇｈ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｓｍａｌｌｓｌｏｐｅｓ．ＴｈｅｌｏｗｅｒＤＥＭｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｏｒｅｄｉｓｐｅｒｓｅｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓ，ａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｌａｒｇｅｓｌｏｐｅ．ＴｈｅｈｉｇｈｅｒＤＥＭｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｗｉｄｅｒｔｈｅｐｒｏｆｉｌｅｃｕｒｖａｔｕｒｅｃｕｒｖｅｓｗａｓ，ａｎｄｖｉｃｅｖｅｒｓａ；ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｃｕｒｖｅｓｗａｓｍｏｒｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄａｎｄｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｐｒｏｆｉｌｅｃｕｒｖａｔｕｒｅｗａｓｓｅｒｉｏｕｓｌｙｌｏｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅ-ｓａｍｐｌing；ｓｌｏｐｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ；ｐｒｏｆｉｌｅｃｕｒｖａｔｕｒｅ坡度是描述地形特征信息的重要指标，不但可表达地形起伏的形态和结构，而且是水文模型、滑坡监测与分析、土壤侵蚀和土地利用规划等地学分析模型的基础数据。
