DEM地形信息提取对比研究

杜安丽

摘要：DEM自动获取的数据存在精度不足的问题，人们需要结合不同比例尺下DEM数据与以往的数据来验正DEM数据。DEM地形信息提取对比的要点为为对比坡度提取算法結果、比例尺选择的结果、最佳单元格选取的结果这三项参数。本次研究说明了这碱项参数对比的方法。

关键词：DEM；地形信息；坡度

DEM数据获取技术令人们可以实时了解某片区域的地形地貌。然而DEM自动获取的数据存在精度不足的问题，人们需要结合不同比例尺下DEM数据与以往的数据来验正DEM数据。现以坡度的DEM地形信息提取对比说明DEM地形信息验证的要点。

1项目概述

提取信息的区域为福建省丘陵地带。该区域整体形状为长方形，东西最大宽度为480km，南北最大长度为530km，土地面积为12.14×104km2，该地东北——西南走向呈现坡度，两列大山中亦有呈现坡度的山脉。现结合DEM地形信息数据提取坡度信息。

2DEM地形信息数据统计

现应用DEM数据信息数据结果如表1与表2，依照国家规定的标准，除平原外，将海拔分为5级，海拔划分的标准如表3，现结合表1与表2的数，以表3为标准，选择最佳比例尺。

获取1：25万的信息数据结果如表1：

获取1：10万数据结果如表2：

海拔分级标准描述如表3：

3DEM地形信息数据提取

3.1坡度提取算法

从表1与表2的数据统计结果可知，当格网大小相同的时候，获得的数据是不一样的。比如在1：25万的比例尺下，当网格为21×21～25×25这片区域中，可得起伏度最高为1223m及最低1085m，而在1：10万的比例尺下，当网格为21×21～25×25这片区域中，可得起伏度最高为774m及最低719m。两组数据差异极大。现需要通过调整比例尺获得较为精准的数据。

现拟合1：25万比例尺的数据统计，得曲线为图1（a），结合图1显示数据可得判定系数R2=0.90872，获得拟合方程y=249.80ln（x）-447.77为最佳拟合系数。应用同样的方法拟合1：10万比例尺的数据统计，得曲线为图1（a），结合图1显示数据可得判定系数R2=0.98163，获得拟合方程y=29.59ln（x）-151.80为最佳拟合系数。

结合拟合方程，应用最大高差法获得最佳统计单元值。最大高差法是应用计算了解待定测点与已知点之间的高差，计算得出待定测点的高程。应用最大高差法可知区域内1：10万的比例尺最佳统计单元值为0.4km2，而1：25万的比例尺最佳统计单元值为4.41km2。

3.2比例尺的选择

在提取DEM信息中，如果要准确的呈现坡度起伏度信息，就要准确的选择比例尺参数。

1：25万比例尺与1：10万比例尺下坡度起伏度的比例差异数据统计如表4：

图2（a）为1：25万比例尺下福建省地势起伏分级图，图2（b）为1：10万比例尺下福建省地势起伏分级图。从两幅图的呈现结果可知，在不同比例尺下，福建省地势起伏分级图有差异。以空间统计为例，1：24万尺度下，它的小起伏山地均有分布，而在1：10万尺的比例尺下，小起伏山地则分部在福建省东西部，。而从面积统计来说，1：25万尺小起伏山地面积占比50.23%，而在1：10万比例尺下却是丘陵占比最大。应用我国1982年出版的出版的福建省地貌数据为例，1：25比例尺的数据信息比较符合真实的数据。从1：25万比例尺与1：10万比例尺获得的坡度起伏数据来看，目前准确的说明哪一种比例能准确的说明某一区域坡度起伏变化的准确度，如果要确定比例尺选取的合理性，需对比以往的坡度统计数据结果或遥感获得的数据结果来确定。

3.3最佳格网单位的数据拟合

统过计算可知在1：10比例尺下最佳统计单元值为25×25，即0.4km2，而在1：25万比例尺下最佳统计单元值为21×21，即4.41km2。现在结合这组数据拟合1：400万编制的最佳格网单元，拟合结果如图3，从图3的拟合数据显示可得，如果在1：400万的地貌地图中，可得判定系数R2=0.99684，获得拟合方程y=5.68ln（x）-13.18为最佳拟合系数。国际通用的1：250万比例尺最佳统计单元数据为16km2，而从研究的结果来看，福建省的1：250万比例尺最佳统计单元格为18km2。由此可以说明，最佳的统计单元格面积不是一定的，需根据坡度提取的算法及比例尺选择的结果拟合数据，获得最佳的单元格面积。

结论：DEM地形信息提取对比的要点为为对比坡度提取算法结果、比例尺选择的结果、最佳单元格选取的结果这三项参数。对比的方法为结合不同比例尺下坡度数据的差异，拟合出固定比例尺下最佳的单元格，结合以往地貌数据记录选择最佳比例尺、结合比例尺与该比例尺下最佳单元格单位获得最优单元格面积。综合这三组信息，可以难证DEM地形信息的准确性。

参考文献

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