0.60.5一平原0.4真十一低丘一一—丘陵→中山一〇一高山0.1D71m100m141m200m212m283mDEM分辨率图14-8.DEM地形描述误差空间自相关分布曲线图14-8显示DEM地形描述误差空间自相关随DEM分辨率与地形复杂度的变化特征。第二节不同比例尺DEM提取地形因子的精度初探目前，我国加速了国家空间数据基础设施建设的力度，国家测绘部门已完成了全国1：100万、1：25万以及1:5万比例尺DEM的建设，为实现地形分析的自动化、规范化创造了十分有利的条件。然而，我国不同比例尺DEM都是以相应比例尺地形图为基本信息源数字化获得的，由于地形图制图综合以及数据内差方法等方面的影响，不同比例尺与不同栅格空间分辨率的DEM在地形信息容量与精度上无疑存在着明显的差异。国家测绘部门最近完成的基于1：5万比例尺地形图的DEM，虽然栅格空间分辨率达到25米，但是，由于地形图本身经过了相当程度的制图综合与取舍，特别在黄主丘陵区，地面支离破碎，地形变化异常复杂，1：5万地形图对原始1：1万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。当前，在西部大开发中诸多黄王高原生态环境建设工程项自，特别是水流失监测与水土保持规划工作都急需高精度地形数据（如：地面坡度、沟整密度等）。因此，测定1：5万DEM地形特征要素的提取精度。对使用者了解DEM的质量特征与适用性，进一步研究控制与消除误差都具有重要的意义。前人在不同空间尺度DEM提取地形因子方面也进行了有益的探索，但尚未在不同比例尺DEM地形信息容量与转换图谱方面进行深入探索。本节以高精度的1：1方DEM为准值，通过对1:5方和1:1方DEM提取定量地形要素的叠合、比较与统计分析，探讨1：5万DEM提取地面坡度、地面曲率以及沟整密度等地形因子的精度。该研究结果同时反映出两种不同比例尺地形图的地形信息容量，对于使用者了解1:5万比例尺地形图及DEM的适用性都具有一定的帮助。一、试验基础与方法1、试验样区试验样区选在陕西绥德县非圆沟流域，位于东经110°15°00一110°22*30°，北纬37°32°30-37°3730，试验样区面积100km2（10km×10km），平均海拔高度980米，属于典型的黄土丘陵沟整地貌类型区。地表平均坡度为28.7度，平均地面粗糙度为1.18，沟壑密度达7.18km/km2。韭圆沟流域为黄委会水土保持重点试验区，积累了丰富基础资料，有利于研究工作的开展。2、信息源
图 14-8 显示 DEM 地形描述误差空间自相关随 DEM 分辨率与地形复杂度的变化特征。 第二节 不同比例尺 DEM 提取地形因子的精度初探 目前，我国加速了国家空间数据基础设施建设的力度，国家测绘部门已完成了全国 1：100 万、 1：25 万以及 1:5 万比例尺 DEM 的建设，为实现地形分析的自动化、规范化创造了十分有利的条件。 然而，我国不同比例尺 DEM 都是以相应比例尺地形图为基本信息源数字化获得的，由于地形图制 图综合以及数据内差方法等方面的影响，不同比例尺与不同栅格空间分辨率的 DEM 在地形信息容 量与精度上无疑存在着明显的差异。国家测绘部门最近完成的基于 1：5 万比例尺地形图的 DEM， 虽然栅格空间分辨率达到 25 米，但是，由于地形图本身经过了相当程度的制图综合与取舍，特别在 黄土丘陵区，地面支离破碎，地形变化异常复杂，1：5 万地形图对原始 1：1 万地形图等高线形态 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。当前，在西部大开发 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都急需高精度地 形数据（如：地面坡度、沟壑密度等）。因此，测定 1：5 万 DEM 地形特征要素的提取精度。对使 用者了解 DEM 的质量特征与适用性，进一步研究控制与消除误差都具有重要的意义。前人在不同 空间尺度 DEM 提取地形因子方面也进行了有益的探索，但尚未在不同比例尺 DEM 地形信息容量与 转换图谱方面进行深入探索。本节以高精度的 1：1 万 DEM 为准值，通过对 1:5 万和 1:1 万 DEM 提 取定量地形要素的叠合、比较与统计分析，探讨 1：5 万 DEM 提取地面坡度、地面曲率以及沟壑密 度等地形因子的精度。该研究结果同时反映出两种不同比例尺地形图的地形信息容量，对于使用者 了解 1:5 万比例尺地形图及 DEM 的适用性都具有一定的帮助。 一、试验基础与方法 1、试验样区 试验样区选在陕西绥德县韭圆沟流域，位于东经 110°15´00´´—110°22´30´´，北纬 37°32´30´´— 37°37´30´´，试验样区面积 100km2（10km×10km），平均海拔高度 980 米，属于典型的黄土丘陵沟 壑地貌类型区。地表平均坡度为 28.7 度，平均地面粗糙度为 1.18，沟壑密度达 7.18 km/km2。韭圆 沟流域为黄委会水土保持重点试验区，积累了丰富基础资料，有利于研究工作的开展。 2、信息源 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 71m 100m 141m 200m 212m 283m DEM 分辨率 Et 自相关值 平原 低丘 丘陵 中山 高山 图 14-8. DEM 地形描述误差空间自相关分布曲线
采用国家测绘部门编制的1：1万及1：5万地形图作为建立DEM的基本信息源，图1为试验区两种不同比例尺地形图等高线对比。（a）1:5万地形图等高线（放大至1：1万）（b）1:1万地形图等高线图14-91：5万与1：1万地形图等高线对比（等高距均为10米）如图14-9所示，黄土丘陵沟区地面沟壑密布、地形变化复杂，与1：1万比例尺地形图等高线相比，1：5万地形图在描述实际地形特征上进行了较大程度的制图综合。3、试验方法（1）图2为本次试验的技术路线。GIS的叠置比较分析为本试验的基本方1:1万地形图5万地形图法。ARC/INFO、ARC/VIEW地理信1:1万DEM建立1：5万DEM建立息系统为本研究的主要软件平台。（2）采用国家测绘局所制定的地形图数1：1万数字高程模型1:5万数字高程模型字化技术规范标准制作DEM，完成层面叠合1：5万、1：1万DEM的水平分辨提取地形精度分析率分别为25米及5米。（3）在黄土丘陵沟壑区，1：1万比例尺地形图等高线制作的DEM（5米水分析等高线精度提取坡度精度提取地面曲率精度提取沟整精度平分辨率）地形描述误差的均方差值为0.337米，具有很高的地形描述图14-10试验技术路线精度，能较准确地提取上述定量地形因子，因此，以1：1万DEM作为准值，利用叠合比较的分析方法分析1：5万DEM提取地形因子的精度是本研究的主要分析方法。二、试验结果与分析1、等高线长度与曲率等高线制图综合的结果，使各级不同比例尺地形图的地形信息容量产生明显的差异，直接影响到等高线地形描述精度。等高线长度与曲率的变化是衡量对其制图综合取舍程度的重要量化指标。对试验区不同地貌部位等高线长度与曲率的统计结果见表14-4
采用国家测绘部门编制的 1：1 万及 1：5 万地形图作为建立 DEM 的基本信息源，图 1 为试验区 两种不同比例尺地形图等高线对比。 如图 14-9 所示，黄土丘陵沟壑区地面沟壑密布、地形变化复杂，与 1：1 万比例尺地形图等高线 相比，1：5 万地形图在描述实际地形特征上进行了较大程度的制图综合。 3、试验方法 （1）图 2 为本次试验的技术路线。GIS 的叠置比较分析为本试验的基本方 法。ARC/INFO、ARC/VIEW 地理信 息系统为本研究的主要软件平台。 （2）采用国家测绘局所制定的地形图数 字化技术规范标准制作 DEM，完成 1：5 万、1：1 万 DEM 的水平分辨 率分别为 25 米及 5 米。 （3）在黄土丘陵沟壑区，1：1 万比例尺 地形图等高线制作的 DEM（5 米水 平分辨率）地形描述误差的均方差 值为 0.337 米，具有很高的地形描述 精度，能较准确地提取上述定量地 形因子，因此，以 1：1 万 DEM 作 为准值，利用叠合比较的分析方法分析 1：5 万 DEM 提取地形因子的精度是本研究的主要分 析方法。 二、试验结果与分析 1、等高线长度与曲率 等高线制图综合的结果，使各级不同比例尺地形图的地形信息容量产生明显的差异，直接影响 到等高线地形描述精度。等高线长度与曲率的变化是衡量对其制图综合取舍程度的重要量化指标。 对试验区不同地貌部位等高线长度与曲率的统计结果见表 14-4。 （a）1:5 万地形图等高线（放大至 1：1 万） （b）1:1 万地形图等高线 图 14-9 1：5 万与 1：1 万地形图等高线对比（等高距均为 10 米） 提取坡度精度 1：1万数字高程模型 1:1万地形图 1：5万地形图 1:5万数字高程模型 层面叠合 1:1万DEM建立 1:5万DEM建立 分析等高线精度 提取地面曲率精度 提取沟壑精度 提取地形精度分析 图 14-10 试验技术路线