梯田DEM构建方法精度评价

发布时间：2020-10-18 11:09

　　 黄土高原地区因其严重的土壤侵蚀成为研究热点。土壤侵蚀受多种因素影响,其中地形因子是影响土壤侵蚀的重要因素,包括坡度、坡长等,通常基于DEM来提取,但目前构建的DEM大多局限于反映连续光滑的自然坡面,无法表现出梯田等人工地形的信息。在黄土高原地区,为遏制水土流失以及改善人民的生产条件,修筑了大面积梯田,极大地改变了地表微形态,影响了坡度、坡长等地形因子,进而影响土壤侵蚀过程,因此提出顾及梯田信息的DEM的构建方法是十分必要的,同时,DEM精度一直是学者广泛研究的关键和焦点问题。本研究从高程、坡度、坡长、坡度坡长因子以及地形描述误差等方面入手,对梯田DEM的不同构建方法进行地形特征分析与精度评估,为相关研究中梯田DEM构建方法的应用提供支持,同时对于完善梯田DEM构建方法具有重要的实际意义。以黄土高原燕沟流域中槐树窝子的完整流域为实验样区,利用5m分辨率的DEM、0.3m分辨率的WorldView影像和三维激光扫描得到的高精度点云数据,对不同方法构建的不同类型梯田DEM提取高程、坡度、坡长与坡度坡长因子进行地形特征对比分析,并在此基础上,从地形因子和地形描述误差角度对不同构建方法进行精度评价。结果表明:(1)实际梯田类型不同于各种构建方法中提出的理论模型,在研究中应避免构建绝对水平的梯田DEM,需要根据真实情况或经验确定梯田参数,从而得到满足实际的梯田DEM。(2)大面积区域梯田DEM的构建应考虑快速构建方法简易省时的特点,在区域面积一定时,若对单个地形因子进行研究,基于真实田坎构建方法对高程、坡度以及坡度坡长因子的表达更具优势,而快速构建方法对坡长的描述更符合真实地形情况;若为综合性研究,基于真实田坎构建方法对区域整体地形特征的表现更加全面。(3)基于真实田坎构建方法建立的坡式梯田DEM计算的地形描述精度与真实情况较吻合,但与其他因子不同,该方法建立的水平梯田DEM地形描述精度最低,而快速构建方法建立的水平与坡式梯田DEM地形描述精度相当。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S157.31
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 DEM数字表达研究
        1.2.2 梯田及梯田等突变地形DEM数字表达研究
        1.2.3 DEM精度评价研究
    1.3 存在问题
    1.4 研究目标与内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
    1.5 论文基本框架
第二章 研究基础与方法
    2.1 实验样区及数据基础
        2.1.1 研究区域
        2.1.2 数据基础
    2.2 研究方法及技术路线
        2.2.1 研究方法
        2.2.2 技术路线
        2.2.3 软件环境
    2.3 关键技术简述
        2.3.1 梯田DEM快速构建方法
        2.3.2 基于真实田坎的梯田DEM构建方法
        2.3.3 三维激光扫描基本原理
        2.3.4 DEM精度评价方法
第三章 梯田DEM构建
    3.1 梯田的分类
    3.2 梯田DEM快速构建
    3.3 基于真实田坎梯田DEM构建
    3.4 基于DEM的地形因子提取
        3.4.1 坡度提取
        3.4.2 坡长提取
        3.4.3 坡度坡长因子提取
    3.5 本章小结
第四章 梯田DEM地形特征分析
    4.1 高程
    4.2 坡度
    4.3 坡长
    4.4 坡度坡长因子
    4.5 本章小结
第五章 梯田DEM精度评价
    5.1 高程
        5.1.1 目视检查法
        5.1.2 高程精度评价
    5.2 坡度精度评价
    5.3 坡长精度评价
    5.4 坡度坡长因子精度评价
    5.5 地形描述误差
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 讨论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢

【参考文献】

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本文编号：2846219