坡度提取(源自培训材料)

见培训《第二次全国土地调查培训教材》P140页

耕地坡度分级是反映耕地地表形态、耕地质量、生产条件、水土流失的重要指标之一。因此耕地坡度是调查的重要内容。根据耕地所在地面坡度，耕地分为五个坡度级，即≤2°的为Ⅰ级、2°～6°的为Ⅱ级、6°～15°的为III级、15°～25°的为Ⅳ级、＞25°的为Ⅴ级，坡度级上含下不含，其中Ⅰ级视为平川，除Ⅰ级外，每个坡度级耕地又分为梯田和坡耕地。土地详查时，确定耕地的不同坡度分级，是将耕地图斑转绘在地形图上或套合地形图，利用坡度尺和耕地图斑内等高线疏密程度，人工逐图斑量算其坡度分级。随着科学技术的进步，本次调查中，采用1：5万或更大比例尺数字高程模型（DEM），套合土地利用现状图，自动量算的方法确定梯田、坡耕地的耕地坡度分级。利用DEM量算耕地坡度分级方法和要求详见2.18章。当同一图斑含有不同的坡度级时，一是以主要（面积＞60％）的坡度级确定该图斑坡度级；二当某一耕地图斑，有两个（或两个以上）主要坡度级面积比例相当，并且之间的界线明显时，可将该耕地图斑划分为两个（或两个以上）不同坡度级的耕地图斑。但尽可能不要分的过细，使图斑破碎。

2.18利用DEM确定耕地坡度等级

2.18.1 耕地坡度量算方法概述

耕地坡度调查是农村土地调查的一项重要内容。坡度是评价耕地质量的主要指标，也是衡量土地利用是否合理的一个关键因子。准确掌握坡耕地数量、质量及其空间分布，对制订农业发展战略、实施国土资源整治和开发，以及生态环境建设等方面具有重要的意义。农村土地调查将耕地坡度划分为≤2º、2º-6º、6º-15º、15º-25º、>25º等5个级别，耕地坡度可通过1：1万地形图坡度尺直接从图上量取，也可采用DEM量取。目前耕地图斑坡度量算的主要方法有以下几种：

（1）外业目测法。由调查员目测实地坡面或所携地形图上与耕地图斑对应的部位，估计并记录耕地图斑的平均坡度或坡度级。

（2）坡度图法。室内从地形图勾绘坡度图，将其与土地利用图迭合，测算各耕地图斑的坡度或坡度级。

（3）DEM生成法。从DEM生成坡度图，将坡度图与数据库叠加，计算耕地图斑的概率坡度、平均坡度、最大坡度、最小坡度或优势坡度。

由于外业目测法和坡度图法工作量大、工作效率低、量取精度取决于作业人员的技术水平，且容易出错，因此，一般采用DEM生成法。国家测绘局1999年完成了七大江河重点防范区1:1万数字高程模型(DEM)数据库，并于2002建成全国1:5万数字高程模型(DEM)数据库，为应用DEM量算坡度奠定了数据基础。下面简要介绍利用DEM进行耕地坡度等级量算的具体方法。

2.18.2耕地坡度等级量算工艺流程

耕地坡度等级量算工艺流程如图2-37所示：

图2-37 耕地坡度等级量算工艺流程图

具体技术方法介绍如下：

（1）DEM选择

DEM比例尺取决于调查区域的地形地貌和土地利用类型特征。西南喀斯特地区应选用1:1万，5米格网DEM数据。西北黄土高坡沟壑地区应选用1:1万DEM或1：1万计曲线加特征点法生成DEM，10米格网DEM数据。其他地区山区应选用1:1万，25米格网DEM数据，丘陵、平原区应选用1：5万，25米

格网DEM数据。下面介绍我国典型区域1：1万农村土地调查适用的DEM比例尺、格网大小。

①华东地区

山区应选用不超过25米等高距的1：1万DEM进行耕地坡度量算。当等高距从10m到45m递增时，≤2°的坡度级面积递减，而>25°的坡度级面积递增，2°～6°、6°～15°和15°～25°的坡度级面积变化有起伏。随着等高距的增加，等高线对地貌描述的精度逐渐降低，各坡度级面积都有一定变化，其中≤2°和>25°的坡度级面积变化较大。

平原、丘陵区可选用不超过25米等高距的1：5万DEM进行耕地坡度量算。以1:5万DEM为数据源生成的坡度级与以1:1万DEM为数据源生成的坡度级非常相似。

高山区可用1:1万计曲线内插。在陡坡等高线密集区，由计曲线内插的首曲线与原首曲线的偏差较小。缓坡等高线稀疏区，由计曲线内插的首曲线与原首曲线的偏差较大，不宜采用1:1万计曲线内插的首曲线代替1:1万原首曲线。

②东北、华北地区

平原地区可选择1：5万的DEM；丘陵和山区须选择1：1万的DEM。

③西北地区

山谷沟壑区选用不超过20米等高距的1：1万DEM进行耕地坡度量算。该地区地形起伏较大，沟梁峁地形特征较明显，由于等高距增加，等高线对地形描述精度逐渐减低，特别是沟—梁—峁之间过渡地形，等高线对其描述随着等高距增加更为模糊。

半平原半丘陵区选用不超过20米等高距的1：1万DEM进行耕地坡度量算。该地区是平原向丘陵过渡区，平川区地势较为平缓，等高距增加，等高线逐渐稀疏，出现一些错误的>25°坡度面积。

半丘陵半山区选用不超过20米等高距的1：1万DEM进行耕地坡度量算。等高距增加，等高线对地形描述精度逐渐减低，整幅图的最大高程和落差也随着等高距增加而逐渐降低和减小。25°坡度面积逐渐递减，2°～6°、6°～15°

和15°～25°坡度面积逐渐递增。

缓坡、平川地形1：1万DEM与1：5万DEM坡度分级面积误差较小，可采用1：5万DEM进行耕地坡度等级量算。主要原因为缓坡、平川地形起伏小，1：1万DEM与1：5万DEM较能准确描述其高程。

陡山坡等高线密集区，1：1万计曲线内插等高线与1：1万等高线比较，误差较小，可采用1：1万计曲线内插等高线代替1：1万等高线。在山顶、缓坡山脊，1万计曲线内插等高线与1：1万等高线差距较大，采用1：1万计曲线加特征点内插等高线可以一定程度改善山顶区域等高线准确度，主要原因是1：1万计曲线内插等高线难以计算山顶具体位置和最高点，缓坡山脊等高线间距不同，计曲线内插等高线难以准确描述。

平坦地区不宜用1：1万计曲线内插等高线生成1：1万等高线。该区域由于等高线间距较大，而且间距不等，计曲线间距就更大，1：1万计曲线加特征点内插等高线与1：1万等高线差距仍然较大。

④西南地区

应采用1：1万格网距离为5M的DEM进行耕地坡度量算。

采用1：5万DEM数据计算坡度对高山地区的坡度会产生很大的影响，对于小坡度地区不同坡度级别约有40%面积误差。

（2）质量评价

①精度检查

平面精度检查：与数字遥感正射影像图或地形图进行叠加，检查数字遥感正射影像图或地形图所示地形地貌特征与DEM高程变化特征是否吻合。定性判断DEM平面精度。

接边精度检查：接边检查是对相邻两幅DEM重叠区的同名格网点高程进行比较，计算DEM接边精度，接边后，采用目视判读，检查接边处灰度是否连续、是否存在错位的情况。

投影面的检查：检查数据的投影属性，对投影不一致的数据进行投影属性改正，对无投影属性的数据重新赋予投影属性。