基于DEM的森林地形与植被空间格局关联分析
基于DEM的重庆市北碚区土地利用格局地形分布特征分析
基于DEM的重庆市北碚区土地利用格局地形分布特征分析作者：王娜娜唐庆吴强建中来源：《安徽农学通报》2018年第15期摘要：以研究区DEM与2015年土地利用矢量数据为基础数据源，对影响土地利用格局地形分异的坡度、高程因子进行提取与分析。
结果表明：北碚区地形坡度在0～59.4626°范围变化，且土地利用景观面积随坡度的增加呈大体增加趋势；高程变幅为200～1250m，但土地利用景观主要分布在300～500m、500～1000m，地形以山地、丘陵为主。
研究区土地利用景观类型空间分布较为复杂，但应注重适宜坡度和海拔下未利用地的合理开发程度。
通过对北碚区坡度、高程因子下的土地利用格局空间分异特征的分析，为北碚区合理利用土地资源提供科学指导。
关键词：DEM；地形因子；地形分析；土地利用格局中图分类号 F301.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）15-0076-03地形因子是地形信息的直接表达，对地形因子的定量分析有助于理解复杂的地表过程。
目前，随着GIS空间分析技术的不断发展，利用DEM定量提取各种地形因子成为了获取区域地形信息的关键技术手段。
另外，地形对景观结构和空间格局的分布具有重要影响，不仅为其形成提供基础，地形空间特征也影响着各类景观的演变过程[1]，尤其是在以人类活动占主体的土地利用景观中，地形条件决定了大尺度景观空间分布的格局[2]。
目前，大多数研究仅以单一地形因子对土地利用景观分布特点进行分析[3，4]，而随着研究区以土壤侵蚀为主的土地退化等环境问题日趋严重，针对地形信息定量分析且与土地利用景观格局相结合的研究也亟待深入。
为此，本研究以重庆市北碚区为对象，运用GIS空间分析方法，基于DEM提取坡度、高程基本地形因子，定量分析该区地形信息，并在此基础上研究地形与土地利用景观空间格局分布的特征，以期为区域内水土保持与土地资源的合理利用提供科学指导。
1 研究区概况北碚区地处东经106°18′14″～106°56′53″，北纬29°39′10″～30°3′53″，位于四川盆地以东，隶属重庆市，嘉陵江自西北向东南横穿而过。
基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析
基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析地形是地球表面的地势形态，通过地形特征提取与分析可以帮助我们更好地理解和研究地球表面的特点和变化。
高分辨率数值地形模型(DEM)是一种用于描述地球表面地形特征的数字地形模型，它通过采集和处理大量的地理数据来构建一个具有高精度的表面地形模型。
地形特征提取主要包括侧向地形特征和垂向地形特征。
侧向地形特征包括地形坡度、曲率、坡向等，这些特征可以用来分析地形的斜率和变化趋势。
垂向地形特征包括海拔高度、地面高度差等，这些特征可以用来分析地形的高度差异和起伏变化。
在高分辨率DEM的基础上，可以使用多种方法来提取和分析地形特征。
一种常用的方法是使用地理信息系统(GIS)软件，通过栅格分析功能来提取和分析地形特征。
地理信息系统软件可以将高分辨率DEM数据转换为栅格数据格式，并利用栅格分析工具来计算地形特征，例如坡度、曲率和坡向等。
另一种方法是使用特定的地形分析软件，例如地形分析软件(Terrain Analysis System, TAS)或地形工具包(Terrain ToolKit, TTK)等。
这些软件具有更强大的地形分析功能，可以进行更复杂的地形特征提取和分析。
地形特征提取与分析可以帮助我们更好地了解地球表面的地形变化和分布规律。
通过分析地形特征，可以发现地球表面的地形类型和形成机制，并为地质研究、土地利用规划、环境保护等提供科学依据。
例如，通过分析地形坡度和高度差等特征，可以划定不同地形类型的边界，并对不同地形类型的自然资源和生态环境进行评估和保护。
此外，通过分析地形特征还可以预测地质灾害的潜在位置，例如山体滑坡、地震断层等，从而为地质灾害风险评估和防灾准备提供参考。
总之，基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析是一项重要的地理研究工作。
通过提取和分析地形特征，可以深入了解地球表面的地形变化和分布规律，并为地质研究、土地利用规划、环境保护等提供科学依据。
随着技术的不断发展，高分辨率DEM的应用将进一步推动地形特征提取与分析的发展，为人类认识地球表面提供更丰富的信息和理解。
基于DEM的土地利用类型与地形因子关系研究——以重庆市永川朱龙花等6村为例
基于 Ｄ Ｅ Ｍ的土地利用类型与地形因子关系研究
以重 庆 市 永 川 朱龙 花等 ６村 为 例
罗 明 பைடு நூலகம்， 罗 静， 王佑 汉
（ 西 华 师 范 大学 国土 资 源学 院 ， 四川 南 充 ６ ３ ７ ０ ０ ９ ）
摘要 ： 以重 庆市 永 川 区 陈食 街 道 朱 龙 花 等 ６村 为 例 ， 基 于 全 国 二 次 调 查 土 地 利 用 现 状 图 和 数 字 高程 模 型 （ Ｄ Ｅ Ｍ） ， 在Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ ９ ． ３ 平 台支 持 下 ， 进行 了 ３ ０ ｍ ｘ ３ ０ ｍ栅 格 单 元 的土 地 利 用 与 地 形 因子 关 系研 究 ， 探 讨 了 重 庆 市 永 川 土 地 利 用 特 征 。结 果 表 明 ， 海 拔高度 、 坡 度 和 坡 向与 土 地 利 用 类 型 的综 合 分 析 有 助 于 从 定 量 剖 析 土 地 利 用 空 间 分 布 特 征 ； 朱 龙 花 等 ６村 海 拔 、 坡 度 及 坡 向 均 值 分 别 为 ３ ４ ５ ｍ、 １ ７ ． ２ ８ 。 和２ ７ １ ． ２ ５ 。 （ 西坡） ； 采用高程分带 、 坡 度 分 级 及 坡 向分 类 的方 法 能 直 观 展 示 土 地 利 用 格 局 特 征 。耕 地 （ 水 田及 旱 地 ） 主要 分布在低海拔的平原和丘陵上 ， 阳坡面积 大于 阴坡 ， 水 田尤 为 突 出 。 园 地 和林 地 主 要 分 布 在 海 拔 低 于 ４ ０ ０ ｍ的丘 陵上 ， 坡 度 小 于 １ ５ 。 ， 西坡 和 西 北坡 分 布 最 多 ； 草地主要分布在海拔 ２ ０ ０ －５ ０ ０ ｍ的 平 原 和 丘 陵 上 ， 坡度小 于 ２ ５ 。 ， 各 坡 向均 有 少 量 分 布 ； 水域 、 水 利 建 设 用地 、 城镇村及工矿用地分布格局类似 ， 主要分布在 ３ ０ ０ －４ ０ ０ ｍ的丘陵上 ， 坡度小 于 ６ 。 ， 东坡 、 东南坡 分布较 多 ； 其 他 土 地 分 布 在 海 拔低于 ５ ０ ０ ｍ， 坡度小于 ２ ５ 。 ， 西 坡 分 布 较 多 。从 土 地 利用 与 生 态环 境 的协 调 发 展 角 度 看 ， 该 区域 土 地 利 用 空 间 分 布 格 局 基 本 符 合 生 态 环 境 建 设 的要 求 ， 约有 ２ ． ３ ４ ｈ ｍ 的耕地位于坡度大于 ２ ５ 。 的缓 陡 坡 和 陡 坡 上 ， 应 继 续 推行 退 耕 还 林 、 还 草 。研 究 结 果 表 明 ， 地 形 因 子对土地利用的空间格局的影响较大 ； 同 一地 形 因 子不 同级 别 下 的 土地 主导 利 用 方 式 各 异 ， 土 地 利 用类 型 的 优 势 区域 不尽 相 同 。 关键词 ： Ｄ Ｅ Ｍ； 土地利用 ； 地 形 因子 ； 空间分布 ； 朱 龙 花 村
基于地形地貌因子的贵州省NDVI时空变化分析
基于地形地貌因子的贵州省NDVI时空变化分析陈海喜;钟九生;兰安军;刘娇;赵妮平【摘要】研究以2001-2015年贵州省植被NDVI为研究对象,结合地形地貌因子,综合分析地形地貌对植被NDVI空间分布、变化特征的影响,并引入Hurst指数对变化持续性进行了探讨.研究表明:①全省植被NDVI总体一般,多位于0.5 ～0.6之间,整体趋势东南部要高于西北部.②高程、坡度、地貌等对全省植被NDVI影响相对较大,而坡向几乎没有影响,植被ND-VI呈下降趋势的区域主要分布在高程500 ～1500m、坡度较平缓的地方:高程大于2000 m,坡度在陡坡以上的,植被NDVI变化以增加为主,少有减少区域.③全省反持续性比重仍然较大,空间上主要分布在贵阳、遵义等经济发达的区域,表明这些区域植被覆盖在空间上存在一定的退化风险,在往后的开发利用过程中,需重点加大植被保护措施.【期刊名称】《贵州科学》【年(卷),期】2019(037)002【总页数】8页(P36-43)【关键词】植被覆盖;高程;坡度;坡向;地貌【作者】陈海喜;钟九生;兰安军;刘娇;赵妮平【作者单位】贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550000;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550000;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550000;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550000;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550000【正文语种】中文【中图分类】P950 引言植被是连接各个生态系统的“纽带”，对生态系统的稳定起着重要作用，是人类赖以生存的物质基础[1]。
而植被覆盖是植被地表最直接的表征，反映地表植被群落生长态势，是了解区域生态环境中的初级生产力、环境承载力、水土流失强度、石漠化程度等生态环境系统状态与功能的重要基础[2-3]，通常可用估算植被覆盖度的方法来对区域内植被时空动态变化进行研究[4]。
近些年来，随着区域生态环境发生剧烈变化，区域环境问题备受关注[5]，对于各区域植被覆盖的研究成为了热点，很多学者对国内不同植被类型地区、地貌、水系流域和城市植被覆盖度的时空变化特征进行了研究，但研究分析区域植被覆盖度及其年际变化趋势的相对较少[6]，已有的关于多年植被覆盖变化趋势及其影响因素的研究又多集中于气温与降水等方面[7-8]，对地形地貌与植被覆盖变化的研究更少。
基于NDVI及DEM的青海湖北岸景观格局空间自相关分析
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ — ３ ７ ． ０ ０ ０ ． １ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ０ ｓ １７ ２ １． ６ ０ ９
（ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＧｅ ｇ ａ ｈ ｎ ｓｕ ｃ ｖｒ ｎ ｎ ， ｎ ｈ ｉ ｒ ｉ ｅｓｔ Ｃ ｎｅ ｏ ｓｕ ｃｓａ ｄ ① ｐ ｒｍｅ ｔ ｏ ｒ ｐ ｙ ａ ｄ Ｒｅｏ ｒｅＥｎ ｉｏ ｍｅ ｔ Ｑｉ ｇ ａ ｍａｌＵｎｖ ｒｉｙ， ｅ ｔｒｆ ｒＲｅｏ ｒｅ ｎ ｏ Ｎｏ
２ １． ００６
■ 愚 应 用
遥感信 息
基 于 ＮＤ 及 Ｄ Ｍ 的 青海 湖北 岸 ＶＩ Ｅ 景观格 局空 间 自相关分析
马 燕 飞①， 占江①， 丽 红①， 沙 郭 张婷 婷 ①， 慧 超①， 海 军② 张 刘
（ 青 海 师 范 大 学 生命 与 地 理 科 学 学 院 ， 藏 高 原 资 源环 境 研 究 中心 ， 宁 ８０ ０ ； ① 青 西 １ ０８ ② 青 海 省 基 础 地 理 信 息 中心 ， 宁 ８ ０ ０ ） 西 １０ １
Ｅｎ ｒ ｎ ｎ ｓａ ｃ ｎ Ｑｉｇ ａ— ｘ ｎ ｂｔｎ Ｐｌ ｔａ Ｘｉ ｉｇ ８ ０ ０ ； ｉ ｖ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒｈ ｏ ｎ ｈ ｉＸｉ ａ ｇ Ｔｉｅａ ａｅ ｕ， ｎｎ １ ０ ８ Ｒｅ
② Ｂ ｓ ｏ ｒ ｐ ｉ Ｉｆ ｒ ｔ ｎＣ ｎ ｅ ｆ Ｑ ｎ ｈ ｉ ｒ ｖｎ ｅ Ｘｉｉｇ ８ ０ ０ ） ａ ｉ Ｇ ｇ ａ ｈｃ ｎ ｏｍａ ｉ ｅ ｔ ｏ ｉ ｇ ａ ｏ ｉｃ ， ｎ ｎ １ ０ １ ｃ ｅ ｏ ｒ Ｐ
一种基于DEM的山脚线提取量化方法研究
DEM摘要本文提出了一种基于DEM 的山脚线提取量化方法，并探究了其应用于地形分析中的意义。
该方法运用了流域分割、地形指数、二值化等处理方式，通过DEM 数据提取出山脚线的位置，并进一步对山脚线的高程变化进行了量化，实现了对整个山地地形的分析。
通过实际案例，本文验证了该方法的可行性和精度，可以为地形分析和自然资源管理提供有益的参考。
关键词：DEM；山脚线；地形分析；自然资源管理引言山地地形作为地理环境的重要组成部分，对于自然资源管理和灾害防治有着重要的作用。
而山脚线作为山地和平原地形的分界线，对山坡地土壤、植被、水文等方面具有很大的影响。
因此，对于山脚线的研究和分析有着重要的现实意义。
山脚线的提取方法一般可以分为基于实地调查和基于数字高程模型( DEM) 的方法两类。
基于实地调查的方法需要大量的人力资源和时间，并且不同的分析师可能会得到不同的结果。
另一方面，基于DEM 的方法可以利用卫星遥感技术和数字化地形分析方法，提高了数据的精度和覆盖面，并且具有较好的可重复性和可靠性。
本文提出了一种基于DEM 的山脚线提取量化方法，并通过实际案例验证了其可行性和精度，为地形分析和自然资源管理提供了可靠的工具和参考。
方法DEM 数据预处理DEM 是数字高程模型的一种，它是根据地面的实际三维坐标建立的一种数字模型，用数字方式描述地形地貌信息。
在本文中，根据实际需要采用了30 米分辨率的DEM 数据进行处理。
首先，需要对DEM 数据进行预处理，预处理过程主要包括以下几个步骤：1. 去除DEM 数据的杂散干扰，如建筑物、道路等。
2. 判定DEM 数据的边界，排除DEM 数据中的边界噪声。
3. 对DEM 数据进行滤波处理，消除DEM 数据中的高频噪声。
流域分割流域分割是影响山脚线提取精度的重要环节之一。
流域分割是指将流域内的地形按照降水深度和地形复杂程度进行划分，将流域分为若干不同的子流域，在这些子流域独立的水文过程中进行研究。
基于均匀度理论的龙池国家森林公园森林景观空间格局研究
基于均匀度理论的龙池国家森林公园森林景观空间格局研究空间格局研究的是景观各部分结构的构成特征和内部作用关系。
在进行景观管理和规划时,可以借鉴空间格局分析的结果,同时通过这个结果,还可以了解景观的组成部分、生态过程和功能之间的相互关系。
本文运用均匀度理论研究龙池国家森林公园景观斑块空间格局类型。
通过2015年龙池国家森林公园森林资源二类调查数据和有关的森林分布图等资料,构建研究区域内森林景观斑块分类系统,进一步掌握森林景观斑块分类情况并绘制分布示意图；运用景观生态学的研究方法对斑块分级特征、面积大小、形状特点和破碎化指数等进行统计分析；发挥GIS的空间分析功能,利用DEM提取坡向、坡度、海拔等要素；同时运用均匀度理论研究森林景观斑块在整个龙池国家森林公园空间的空间分布格局以及在研究区不同地形要素下格局类型,主要结果如下：(1)根据景观格局的分析数据,龙池国家森林公园景观斑块的斑块数、面积、周长大小不均。
研究区周长和面积占优势的斑块类型是阔叶林景观斑块和杉林景观斑块,其面积相加之和占总面积的70%左右,周长之和占研究区各类型斑块周长之和的60%左右。
各类型景观斑块的面积、周长数值差异大。
研究区小斑块占全部斑块总数的97.44%,说明龙池国家森林公园景观斑块的粒级结构细密。
(2)从景观斑块的形状特点得知阔叶林景观斑块的形状较其它类型的景观斑块更复杂、斑块彼此之间有良好的连通,破碎化程度和斑块分离度水平都不高。
与此不同是人工林的竹林景观斑块、柏林景观斑块和疏林地景观斑块,它们的破碎化较为严重,与人为因素影响景观破碎化程度的理论基本切合。
灌木林地景观类型斑块形状较为复杂,这跟国家落实退耕还林政策、造林计划的实施以及充分利用地形特点有关。
无立木林地景观斑块因多与其他景观斑块相连,其形状也较不规则。
(3)随海拔变化,龙池国家森林公园的景观斑块类型都是单峰型分布。
大部分景观斑块分布在海拔900～1200m区间。
DEM数据处理与分析
DEM数据处理与分析DEM (Digital Elevation Model) 是一种数字高程模型，用于表示地表的高程信息。
它是地理信息系统 (GIS) 中常用的数据类型之一，可以用于地形分析、洪水模拟、地形辐射分析、可视化等应用。
DEM 数据处理与分析是将 DEM 数据进行处理和分析，以获取相关地表特征和信息的过程。
DEM数据处理主要包括数据获取、数据预处理和数据生成三个步骤。
数据获取是指从不同数据源获取DEM数据，包括航空摄影、卫星遥感、激光雷达等。
数据预处理是指对获取的DEM数据进行去噪、插值、平滑等操作，以提高数据质量和准确性。
数据生成是指通过处理和处理生成新的DEM数据，如基于已有DEM数据生成洪水淹没模型、地形辐射分析模型等。
在DEM数据处理过程中，一项关键的技术是数据配准，即将不同数据源获取的DEM数据进行空间对齐，以确保数据的一致性。
配准可以通过基于地理坐标系的转换或通过特征匹配等方法完成。
另外，在进行DEM数据处理时，还需要进行数据清洗和去噪操作，以消除毛刺、噪声等干扰因素。
常用的数据清洗和去噪方法包括低通滤波、中值滤波、小波去噪等。
DEM数据分析是基于处理后的DEM数据进行特定分析和应用。
常用的DEM数据分析包括地形参数提取、洪水模拟、地形辐射分析等。
地形参数提取可以获取地形的最高点、最低点、平均高程、坡度、坡向等信息，用于地貌研究、地理分区等应用。
洪水模拟则使用DEM数据进行洪水的水流模拟和淹没模拟，常用于洪水风险评估和防洪规划。
地形辐射分析可以模拟地形在不同时间和季节的太阳辐射状况，用于农业生产、生态环境评估等领域。
除了上述应用，DEM数据还可以与其他GIS数据进行集成和分析，以获取更全面的地理信息。
例如，将DEM数据与土地利用数据集成，可以分析不同地形下的土地利用格局和生态功能。
将DEM数据与气象数据集成，可以模拟地表温度、太阳辐射和风场的空间分布。
这些集成分析可以为城市规划、生态保护等提供决策支持。
基于高光谱遥感影像的森林识别与分类
森林识别与分类研究现状
基于高光谱遥感影像的森林识 别与分类研究已取得了一定的 进展，但仍存在一些挑战和难 点。
目前的研究主要集中在图像预 处理、特征提取和分类算法等 方面，取得了不少成果。
但仍存在一些问题，如图像噪 声干扰、特征提取不充分、分 类精度不高等。
消除传感器和大气因素的影响 ，将原始辐射亮度转换为反射
率或辐射率。
几何校正
纠正影像的几何变形，使影像 与地图坐标系统一致。
噪声去除
去除影像中的噪声，提高影像 质量。
波段组合
根据需要选择不同波段的高光 谱影像进行组合，提高分类精
度。
影像质量评价
分辨率
评价高光谱影像的空间分辨率 ，即单个像素所表示的实际地
）、梯度提升决策树（GBDT）等。
非监督分类算法
无需已知样本进行训练，通过聚类分析将影像划分为不同 的类别。常见的算法有K-均值聚类、层次聚类等。
混合分类算法
结合监督分类和非监督分类的优点，先用非监督分类对未 知区域进行初步分类，再用监督分类对初步分类结果进行
优化。
分类结果评估指标
精度评估
通过比较分类结果与实际结果，计算分类精度、混淆矩阵等指标 ，评估分类算法的性能。
森林健康状况评估
高光谱遥感影像可以获取森林的 健康状况，包括叶绿素含量、水 分含量等参数，为森林健康评估 提供依据。
生态环境保护应用案例
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森林生态系统服务功能评估
利用高光谱遥感影像，可以评估森林生态系统的 服务功能，包括水源涵养、土壤保持、气候调节 等。
生态环境质量监测
通过对高光谱遥感影像的分析，可以监测生态环 境的质量状况，包括空气质量、水质等参数。
DEM的生成及其林业应用
DEM的生成及其林业应用李海峰【摘要】使用ARCGIS软件对五莲县地形等高线数据进行处理,以生成全县DEM,对DEM进行分析,得出全县地形坡度及坡向分布及面积数据,为林业生产及规划提供依据,同时展示了GIS技术作为一项具有强大生命力的高新技术在解决林业相关问题中的便利与快捷.【期刊名称】《山东林业科技》【年(卷),期】2018(048)004【总页数】3页(P87-89)【关键词】地理信息系统;DEM;坡度坡向分析【作者】李海峰【作者单位】五莲县林业局,山东五莲262300【正文语种】中文【中图分类】P315.691 引言数字高程模型 (Digital Elevation Model)，简称DEM，是通过地形高程数据对地面地形生成的数字化模拟，DEM数据渲染成图能直观的表现地形情况。
地理信息系统（Geographic Information System简称GIS）是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科，1963年R.F.Tom Linson首先提出了GIS的概念，1971年加拿大土地管理局开发出第一个商业化软件Arc/Info[1]，目前GIS技术已被广泛应用于环境、资源、考古、水利、农业、急救、道路、林业和旅游等领域的规划和管理上。
2 DEM的生成本文使用ArcGIS对五莲县等高线数据进行处理，生成全县DEM数据，运用ArcGIS的分析功能对DEM数据进行分析，得出了全县坡度坡向图及面积数据，为全县25°以上坡退耕还林提供依据，同时坡向分析对造林树种选择提供参考。
3 在林业上的应用首先我们获取了五莲县等高线、县界、水系数据，以此数据为基础用ArcGIS软件进行处理分析。
3.1 使用ArcGIS的创建TIN命令将等高线数据转换为TIN数据，转换前后对比如下图2。
3.2 使用TIN转格栅命令将TIN文件转换为格栅图像。
像素大小设为10m，TIN转换格栅参数设置如图3，转换后的格栅数据如图4。
基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析
基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析基于高分辨率DEM（Digital Elevation Model）的地形特征提取与分析，可以通过DEM数据来了解地形的细节和特征，包括山脉、河流、湖泊、平原等。
以下是一份超过1200字的地形特征提取与分析的文章：地形特征提取与分析是地理学和地貌学等地球科学领域的重要组成部分，它对于理解地球表面的形态和演化过程具有重要意义。
高分辨率的DEM数据提供了获取地形高程和形态信息的有效方式，为地形特征提取与分析提供了有力的工具。
地形特征的提取主要包括山脉、河流、湖泊、平原等地貌单元的识别和区分。
在高分辨率DEM数据中，山脉一般呈现出连续而规则的高程变化，可以通过设置阈值或采用多尺度滤波等方法来进行山脉的识别。
河流在DEM数据中表现为一条低洼的带状区域，可以通过遥感解译或采用一些基于流动方向和累积面积的方法来提取河流网络。
湖泊则表现为一个封闭的凹地，可通过设置阈值或基于累积流向的方法进行提取。
平原一般为相对平坦的区域，可以通过比较局部高程的变化率来识别。
另外，地形特征分析也是地貌研究的重要内容之一、通过DEM数据可以计算地形的坡度、坡度方向、曲率等参数，这些参数可以揭示地形表面的形态特征以及其演化过程。
地形坡度可以用来判断地区的坡度等级，坡度方向可以揭示地形地貌的趋势性，曲率可以研究地形地貌的凹凸程度。
此外，还可以通过DEM数据进行地形变化的监测和分析，如利用多期DEM数据进行变化检测，以了解山地滑坡、河流侵蚀等自然灾害的发生和演化情况。
地形特征提取与分析在多个领域具有广泛的应用。
在土地利用规划中，可以利用DEM数据来提取城市、农田和森林等地貌类型，为城市规划和土地利用决策提供科学依据。
在水文学研究中，可以通过DEM数据来提取流域的水系网络和湖泊等水体分布，从而分析水文过程和水资源分布。
在地质学和地理学研究中，可以利用DEM数据来分析地形地貌的演化过程，揭示地球表面的动力学机制。
DEM在土地总体规划中的应用分析
DEM在土地总体规划中的应用分析作者：张淑娟来源：《中国新技术新产品》2017年第09期摘要：对DEM中的坡度信息以及海拔信息进行有效提取，以密度分析思路为基础，在Arc GIS环境中对试验区地貌进行生成，在土地规划利用土地、编制土地利用、土地划分中可以发挥巨大的作用。
本文主要针对土地总体规划中DEM的应用进行分析。
关键词：土地利用；规划；DEM中图分类号：P208 文献标识码：A土地勘测定界是土地征收利用、土地划拨出让以及土地的流转、土地规划、土地整理、土地开发等工作中至关重要的技术工作，同时该项工作的技术难点又在于计算各类占地面积。
在《土地勘测定界规程》中针对土地面积有着明确的规定，地表在平面的投影所占面积即土地面积，但在实际的土地利用规划中，土地所有权人往往对依照规程所划分的面积并不认可，尤其在农用地流转过程中，依照规程所得到的土地面积往往比农民认知的面积要少，因此农民会要求重新测量，但实际上这一测量精度是准确的。
这种差距主要来自于农民所认知的土地面积为地表面积，而依照规程测量的土地面积为地表投影面积，并且坡度越大二者之间的差异也越大。
为了减少甚至消除地表面积和投影面积的差异，则应当寻找一个方法计算地表面积。
实际生活中地表往往是起伏不规则的，其表面积无法用确切的数学模型予以表达，因而就无法精确地利用数学公式计算出精确的地表面积。
虽然采用一些其他的方式可以尽可能地对地表曲面进行模拟，提高计算结果的精确度，但是往往还是会存在一定的差距。
1. DEM概述但是随着信息技术不断发展，测量技术也不断得到革新，数字化测图技术开始被应用于地形测图中。
利用数字化测图技术可以有效弥补传统测量中的不足，提高测量计算精度，令局部地表面积的高精度计算成了可能。
利用数字化测图进行地形数据以及地物数据的采集，其特征点利用三维坐标表述，相邻两点之间相互连接可以形成空间三角形，从而构成连续坡度，用以表述现实中地表的起伏，这种表述方式也是DEM的表示方法之一，而这些空间三角形面积的总和便可以对应相应地表面积，从而提高地表面积的精确度。
DEM形态分析在丘陵地形景观建构中的应用——以株洲市为例
DEM形态分析在丘陵地形景观建构中的应用——以株洲市为例杨帆;魏春雨;李博;尹芳【摘要】以株洲市为例,运用DEM形态分析方法,利用计算机重构地形的自然高度、坡向、高程进行地形建构实验.通过地形建构模拟数据及效果客观分析此地形下的景观规划与现有地形的匹配维度,并从景观建构的角度评估丘陵地区景观规划设计和类型的生态效应(形态、生态破坏、土方量、建设量、风向、局部小气候等),研究城市设计控制导则下的丘陵景观建构模式及其对城市化进程和国土安全开发的影响.【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(041)012【总页数】6页(P132-137)【关键词】景观建构;数字高程模型;地形;景观格局;城市化【作者】杨帆;魏春雨;李博;尹芳【作者单位】湖南大学建筑学院,湖南长沙410082;中南大学建筑与艺术学院,湖南长沙410075;湖南大学建筑学院,湖南长沙410082;中南大学建筑与艺术学院,湖南长沙410075;中南大学建筑与艺术学院,湖南长沙410075【正文语种】中文【中图分类】TU-856随着国家空间数据基础设施(NSDI)建设的深入以及中国科学院计算机网络信息中心陆地卫星(Landsat)数据服务的开放，运用ArcGIS技术对数字高程模型(Digital Elevation Model简称DEM)进行深层次数据挖掘和分析越来越便捷．基于DEM的景观研究主要是利用GIS从数字高程模型中获取各种地形信息，分析地形对景观结构与生成过程的影响，可为国民经济的发展、资源环境的保护、生态环境的建设提供参考.快速城市化进程中，城市规模的扩大匹配增长迅速的城市人口，城市发展开始郊区化[1]．但是在湖南等呈现丘陵地形的城市中，除去老城区相对较平坦的建设用地，郊区往往是丘陵山区，成为城市扩张的主要障碍.其垂直高度和坡度的限制造成该地区建设投资费用普遍比平地地区高.山川的隔绝和地形的升降起伏，增加了当地交通系统关联的复杂性与难度，运输环节也受到一定的影响[2].景观和交通的可达性受到影响.且丘陵城市限建区较多，宜建地较少，农业用地往往被占用，农业发展和城市建设矛盾突出[3].此外，由于具有特殊的地质构造，丘陵地区生态环境脆弱，自然原生灾害频繁，并容易诱发次生灾害[4].在此背景下，将DEM数字高程的可视化分析应用于城市空间格局分析、景观格局定量分析、动态模拟实验，和地形景观建构模拟数据及效果客观分析，对具有丘陵地区生态特性的城市化建设起着量化指导作用.1 DEM应用概述1.1 DEM数据来源与分析方法数字高程模型(Digital Elevation Model)用于表示区域D上的三维向量有限序列对应的高程[5]．当该序列中各向量的平面点位成规格网排列时，则可将其平面坐标忽略，从而把三维向量序列转化为一维向量序列的数据[6].数据主要来源于等高线、卫星切片、相似立体模型，在此基础上进行数据内插，进行计算后得到模型及数据，如图1所示.图1 DEM集成方法Fig.1 DEM integration methods1.2 国内外景观建构中DEM的应用DEM可用于测绘等高线、坡度、坡向、立体透视图，军事上可用于导航、通信和作战任务的计划等.在环境与规划中可用于土地利用现状的分析、各种规划及洪水险情预报等.也有学者用于研究景观格局和功能，如图2所示.本文选取湖南省株洲市为研究区进行建构实验，对典型的丘陵地形进行坡高、坡度及坡向的研究，利用GIS从数字高程模型中生成坡度分布图和坡向和高程分布图，建立了一个基于地形的景观格局模型.图2 Baikal湖区DEM高程图Fig.2 Baikal lake DEM elevation map2 技术路线2.1 数字高程模型的技术支持本文采用地形数字化仪跟踪现有地形图中的等高线获取DEM数据.用地形图构建研究区DEM流程图，见图3.图3 地形图构建研究区DEM流程图Fig.3 Flowchart of DEM topographic map construction of the study area2.2 创新性本文主要从宏观与中观尺度上提出丘陵地形景观建构的概念.基于DEM和ArcGIS等技术进行丘陵地区景观格局分析(图4)，提出了丘陵城市景观建构的理论基础、基本原则与特点，并研究与其相关的方法体系.探讨丘陵地形背景下的景观建构的适应性，以及城市化发展策略调控机制，并提出了有利于提高丘陵城市景观综合效益的利用对策.图4 景观建构流程图Fig.4 Flowchart of landscape construction3 基于DEM可视化分析下的株洲市景观地形特征研究在丘陵地区的景观设计中，不同的地形其特征也不同，因此它也会形成不一样的景观空间感受[7].在它的基本形式上，我们可以利用地形高程、坡度、高程和平面形式等方面进行定位分析.高程、坡度和坡向是测量地形分化的3个主要特征，但也是决定景观分化(如土壤、气候和水文)的主导因素.在本项研究中，基于地形数据的分析，利用2012年的株洲市土地利用景观格局地图和地形因子分布图叠加分析. 3.1 株洲市景观地形垂直分布株洲市高程图见图5，将高程分为5级，<500 m，500～1 000 m，1 000～1 500 m，1 500～2 000 m，>2 000 m.可以发现研究区的景观类型分布与高程的关系：水田，水域，住宅区和工业用地以及未利用地主要分布在高程为500 m以下的区域，低海拔区域分布有大部分的居民点和工矿用地，占其总量的91%；并且水域在500 m以下区域的分布占总面积的80.12%.除此之外，灌木林地和林地等有将近40%分布在500～1 000 m高程的区域，但是灌木林地和林地在人口聚集的、高程为500 m以下的区域分布面积较500～1 000 m高程带明显减少，其分布比例为10.66%，13.12%；在500 m以下高程带内旱地的分布比例为52.78%，在500～1 000 m区域内草地的分布比例为44.23%，在高程为1 500m以上的区域内分布的旱地和草地只占到了整个区域这个类型的景观很小的比例，分别为2.2%与11.7%.图5 株洲市高程图Fig.5 Elevation map of Zhuzhou city从整体上来看，随着高程的增加，水田、旱地的比重逐渐减少．当高程大于500m时，水体面积、居民区及工矿用地分布、未利用地会随之急剧减少；当高程小于500 m时，则在高程带内分布有各种各样的景观类型，且面积相对较大，水体面积占到了80%左右；当高程带处于500～1 000 m区间时，分布的景观类型里，除水域和居民点外，其他类型分布差异较大，其它林地占到了42%，水田则只占到20%；当高程大于1 500 m时，区域内灌木林地占的比例为14%，其次林地与草地占比例也相对较大，而分布的其他景观类型比例基本上小于9%；在500～1 000 m高程带，分布比例最大的是林地和灌木林地，但是当高程大于2 000 m时，区域水田和居民点以及工矿用地和未利用地几乎没有分布，其中草地分布有5.38%，林地和灌木林地为4%左右，其他类型的景观很少，比如旱地和水域只占3%的比例，由于地势较高而人为干扰较小，各景观类型分布较集中.3.2 株洲市景观地形坡度分布地形最显著的特征是坡度，也就是地平面和坡面产生的夹角[8].自古以来人类对土地的利用一般会受限于场地的坡度，地形的坡度越大，对场地的设计影响越大.根据现有的资料可知，当坡度大于5%时，在此类地形上铺设道路，以及建设给水工程和供热工程的时候，往往在工程技术上所花费的人力和物力明显高于平原地区的同类工程.另一方面因为地形的坡度可以增加地表的面积，延长道路的长度，我们可假设：当地形的平均坡度为5%时，在地形上的道路长度为L，当坡度为5%～10%时，坡度每增加1%.道路长度l=2L．由此可见，坡度影响地形，坡度对工程也是一个很重要的因素，具体见表1.以株洲市坡度图(图6)为例进行坡度分析：将坡度分为0～5°，5～8°，8～15°，15～25°，25～35°，>35° 6个级别进行分布统计.可以得出景观格局在不同坡度带中的分布数据：城市用地有一半以上分布在0～5°范围内，50%的未利用地分布在该区域内；并且该区的景观类型与人类生产生活等活动紧密相关，最容易受到人类的活动干扰和破坏；约有70%的水域景观类型分布在0～5°的坡度区域范围之内；坡度达到25°以上时，区域内分布的景观类型主要是林地、灌木林地和草地，在这个坡度范围内的区域人为影响相对比较小，所以自然环境的开发破坏较少.图6 株洲市坡度图Fig.6 Slope map of Zhuzhou city表1 坡地分级标准与建设可能性的关系Tab．1 Relationship of slope gradingand construction possibilities类别坡度值度数设计要求平坡地3%以下0°-1°43′建筑和道路自由布置,注意排水缓坡地3%-10%1°43′-5°43′建筑群布置、景观不受地形的约束中坡地10%-25%5°43′-14°02′建筑群布置、景观受一定限制陡坡地25%-50%14°02′-26°34′建筑群布置与设计、景观受到较大的限制急坡地50%-100%26°34′-45°需作特殊处理悬崖坡地100%以上45°以上工程费用大3.3 株洲市景观地形坡向分布具体方法可将株洲市整体地形的坡向分为5种：平坦、东、南、西、北向．由数据分析可以直观得出株洲市地形坡向与景观空间的分布之间的关系：在上列的5个坡向上，所有的景观类型基本上都有分布．其中，在平坦(稍带凹陷)的地方水域景观分布最多；但是林地、灌木林地以及其它林地等景观类型在无坡向区域基本上不分布，说明这些区域因为被开发，已经不再适合上述景观类型的存在．在各个坡向上，草地景观的的分布基本相近，相比较而言，在株洲市地形中东面坡向的草地景观会分布稍多；而北面坡向地区也因为其区域的水分条件相对较好，所以林地景观的分布比南面坡向地区多.此外，在各坡向上分布最平均的是居民点和工矿用地，由此表明：坡向对人为改造活动的影响较小，如图7所示．图7 株洲市坡向图Fig.7 Slope aspect map of Zhuzhou city4 结论4.1 景观构建策略综上所述，景观建构分析过程中利用到的各软件与技术以及各步骤的衔接关系如图8所示．图8 景观建构分析流程图Fig.8 Landscape construction analysis flow chart丘陵地形因子是丘陵地区景观类型分布的基本骨架，在不同程度上影响着各种自然或人为的干扰，使得该地区景观的分布规律与地形因子在空间分布上具备一定的一致性[9].另一方面，作为景观设计中最为基本的因素，地形也是“景”的基本骨架构成，由于景观是处于生态系统之上，大地理区域之下的中间尺度，许多土地利用和自然保护问题只有在景观框架下才能有效地解决[10].因此景观规划设计要依据丘陵地形高程变化，进行多层次空间的塑造，恰当解决丘陵地形下不利环境因素的制约，景观与地形相互融合从而形成流畅的空间序列，突出丘陵地区独具魅力的景观特色.4．1．1 景观空间格局的形成机制景观格局(Landscape Pattern)：景观格局一般指宏观与中观意义上的景观的空间格局(SpatialPattern)，是指形状、属性及大小不一的景观空间单元(斑块)在一定空间上的分布与组合及其组合形态和组合规律[11].分析景观格局应研究各景观单元的拓扑特征，不同城市地理气候条件下的景观空间构成，及其研究过程中的可视化清晰表达．通过景观格局指数表达景观格局信息，反映景观结构组成和空间配置某些方面的特征，揭示景观空间结构与生态过程的定量关系，是景观格局量化研究的主要途径.目前对于景观格局的分析多局限于二维平面，以三维形态研究景观空间格局还很少见，结合地理设计的景观格局研究分析也较为少见.根据DEM数字地形形态分析，在尊重地域地形的前提下，建立了一套应用景观格局指数来描述景观格局及变化，联系格局与景观过程的定量化研究方法十分必要.4．1．2 景观建构评价分析体系的基本层次景观格局的建构体系，大致可分为描述景观要素指数和描述总体特征指数两类[12]．本文参考前人的研究成果，从面积和优势度、空间形态、聚合度和连接度、多样性等几个方面选取其中有明确指向性的11个指标对丘陵城市景观格局进行定量分析，研究中使用FRAGSTATS 软件进行计算.各指标的单位和值域见表2．4.2 宏观控制策略在快速发展的城市化进程中，城市发展在空间上的同一性和认同感呈现出衰减之势，引发了城市系统中的生态、社会和经济等方面的无序与分离等问题，并造成城市空间竞争机制失衡等并发症[13].而自然的山川格局、地形特征、植被形态等是构成丘陵地区城市风貌特色的自然基础和景观基质，丘陵景观是镶嵌在这一自然基质之上的嵌体[14]，因此，丘陵地区城市景观建构必须适应丘陵地区特色的自然生态系统，基于地形上的城市设计也必须满足地域性要求.在这一建构过程中，城市空间扩张的控制、自然资源的保护、人口容量、资源保护与再生，乃至城市山水地形肌理的延续与保护、城市自组织系统的发展与完善都将不可避免的受到影响.表2 各景观格局指标单位与值域Tab．2 The landscape pattern index units and range指数名称英文缩写单位值域景观总面积TA公顷(ha)TA>0斑块类型面积CA公顷(ha)CA≥0景观优势度指数PLAND百分比0≤PLAND≤100最大斑块指数LPI百分比0≤LPI≤100面积加权的平均形状因子SHAPE_AM—SHAPE_AM≥1面积加权的平均斑块分形指数FRAC_AM—1≤FRAC_AM≤2蔓延度指数CONTAG百分比0≤CONTAG≤100连接度指数COHESION百分比0≤COHESION≤100景观丰度指数PR个PR≥1香农多样性指数SHDI—SHDI≥0香农均度指数SHEI—0≤SHEI≤1株洲市处于城市高速发展的阶段.建设用地面积及城市景观面积大幅度增加，本文以DEM数字高程模型采用建立在对单个栅格点的类型判断基础之上的分类方法，对株洲市的地形、坡度、坡向、高程进行了聚合聚类分析，结合株洲市总规、绿地系统规划和未来城市土地利用规划，分析了以株洲市为代表的湖南浅丘陵地形条件下，坡度、坡相、高程等地形特征与城市景观开发的协调与制约关系.得出在城市开发及城市景观规划设计中应该尊重区域地形，强调区域原有的自然基础和景观基质，采取积极的生态保护措施，保护山水地形的结论.分类过程相对简单且易于实现.试验成果与分析对于景观格局研究，城市土地规划研究有着重要意义.参考文献[1]苏伟忠,杨英宝.基于景观生态学的城市空间结构研究[M].北京:科学出版社,2007. 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(In Chinese)[5]丁伟翠.数字高程模型数据库管理系统开发及在地质制图中的应用[D].北京：中国地质科学院,2012.DING Wei-cui. DEM database management system development and its application in geological mapping[D].Beijing:Geological Sciences ofChina,2012. (In Chinese)[6]曹子荣.浅谈DEM数据匹配编辑及优化技术[J].测绘技术装备,2013,(3):75-77. CAO Zi-rong. On the DEM data matching and optimization technology editor [J]. Geomatics Technology and Equipment, 2013,(3): 75-77. (In Chinese)[7]杨洪晓,王凯荣,逄锦虎.青岛丘陵区生态农业园的景观设计[J].水土保持研究,2011,18(3):194-197.YANG Hong-xiao,WANG Kai-rong, PANG Jinhu. Land-scape design of ecological agriculture park in Qingdao hilly areas[J].Soil and Water Conservation,2011,18(3):194-197. (In Chinese)[8]杨存建,赵曦琳,周其林,等.丘陵地区DEM与坡度的尺度效应分析[J].地球信息科学学报,2013,6:814-818.YANG Cun-jian, ZHAO Xi-lin, ZHOU Qi-lin, et al. Analysis of scale effect characteristics of DEM and slope in hilly areas [J]. Journal of Earth Information Science, 2013,6:814-818. 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Journal of Hunan University of Science and Technology: Social Science Edition, 2012,15(1):103-107. (In Chinese)。
如何使用测绘技术进行森林资源调查和林地规划
如何使用测绘技术进行森林资源调查和林地规划测绘技术在森林资源调查和林地规划中发挥着重要的作用。
通过测绘技术，可以获取准确、全面的数据，为科学合理地管理和保护森林资源提供支持。
本文将从测绘技术的应用和方法等方面，探讨如何使用测绘技术进行森林资源调查和林地规划。
测绘技术是利用现代化、精密化的仪器和软件，对地理空间信息进行收集、处理和分析的一项技术。
在森林资源调查中，测绘技术可以通过遥感和GPS等手段获取森林的空间分布、地形地貌和植被等信息，并将其转化为数字化数据，以实现对森林资源的综合评估和管理。
首先，遥感技术在森林资源调查中起到了至关重要的作用。
遥感技术通过卫星、航空器等远距离获取图像数据，可以实现对广大森林地区的全面覆盖和监测。
利用遥感技术，可以定量测量森林的面积、估计森林的生物量和碳储量等重要指标，为森林资源调查提供了可靠的数据支持。
同时，遥感技术还可以实现对森林的动态变化进行监测，及时发现森林火灾、病虫害等森林灾害，并采取相应的防治措施。
其次，全球定位系统（GPS）在森林资源调查和林地规划中起到了关键作用。
GPS利用卫星定位系统，可以实现对森林地点的准确测量和定位，获取森林地块的准确边界和地点坐标，为后续的管理和规划提供基础数据。
通过GPS技术，可以对森林地块进行精确测量，得到准确的面积和形状数据，为森林的管理和保护提供了精准的依据。
此外，地理信息系统（GIS）在森林资源调查和林地规划中也扮演着重要角色。
GIS可以对地理空间数据进行集成、分析和可视化，通过构建数字化的地图和空间数据库，实现对森林资源的整体管理。
利用GIS技术，可以对森林的地形地貌、土壤类型、水源分布等进行分析和评估，为合理规划和利用森林提供科学依据。
同时，GIS还可以将各种指标的数据进行融合和叠加，形成综合评估的结果，为决策者提供科学合理的管理建议。
最后，测绘技术的应用还需要与地方政府和相关部门的合作配合。
只有通过多方联合努力，才能确保森林资源调查和林地规划的准确性和科学性。
基于DEM数据的地形分析研究与实现
【 摘要 】 数字地形分析是在数字 高程模 型 ＤＥ 上进行地形属性计算和特征提取的信息处理技术 ， Ｍ 它主要分成地形 因子计算和地性特征提
取 两 大部 分 ， 实际 生产 应 用 中具 有 十 分 重要 的 意 义 。本 文 主要 介 绍 了数 字 地 形 分析 产 生 的 背景 及 原 理 ， 在 最后 以 某试 验 区为 对 象 ． 于 Ａ ｃ Ｓ 基 ｒＧＩ
软 件 平 台 ， 现 了 对该 试 验 区的 地 形 分 析 。 实
【 关键词】 地形分析 ； Ｍ ； ＤＥ 数字高程模型 ； ｒＧＩ Ａｃ Ｓ
１ 、 视 分 析 通 视 分 析 有 着 广 泛 的应 用 背 景 。典 型 的例 子 是 观 ４通 地 形 因素 是 影 响 环 境 变迁 、 文 过 程 、 物 分 布 、 貌 特 征 等 的 重 察 哨 所 的设 定 ．显 然 观 察 哨 的 位 置 应 该 设 在 能 监 视 某 一 感 兴 趣 的 区 水 生 地 要 因 素 ， 形 属 性 的空 间 分 布特 征 则 一 直 是 人 们 用 来 描 述 这 些 空 间 变 域 ， 线 不 能 被地 形 挡住 。这 就 是 通 视 分 析 中典 型 的点 对 区域 的通 视 地 视 无 化 过 程 的重 要 指标 。 Ｄ Ｍ 作 为 数 字 化 的 地 形 图 ， 含 着 大 量 的 、 种 问题 。与 此 类 似 的 问题 还 有 森 林 中 火 灾监 测 点 的设 定 ， 线 发 射 塔 的 Ｅ 蕴 各 各 样 的地 形 结 构 和 特 征 信 息 ， 定 量 描 述 地 貌 结 构 、 文 过 程 、 物 分 设 定 等 。 有 时 还 可 能对 不可 见 区 域 进 行分 析 ， 是 水 生 如低 空 侦 察 飞 机 在 飞 行 布 等 空 间变 化 的基 础 数据 。 在 Ｄ Ｍ 上 进 行 地 形 分 析 需 要 一 种 基 于 数 时 ， 尽 可 能 躲避 敌方 雷 达 的捕 捉 ， 行显 然要 选 择 雷 达 盲 区 飞行 。 Ｅ 要 飞 通 字 的 信 息 分 析 技 术— — 数 字地 形 分 析 ｆｉｉｌ ｅｒｉ ｎｌｓ ．简 称 视 问 题 可 以 分 为 五类 ： Ｄｇｔ ｒ ｎＡ ａｙｉ ａＴ ａ ｓ
基于高分辨率DEM的地形特征提取与分析
农林种植、城市规划、灾害防治及地学调查等地理空间相关研究的基础。本研究以宁明县为例，利用高精度 DEM
进行数字地形分析，实现了高效快速、客观准确地提取地形特征参数，为后续涉及空间信息的研究奠定了基础。
关键词: DEM; 坡度; 坡向; 坡位; 地貌类型
中图分类号: P208
文献标识码: B
文章编号: 1672 － 5867( 2012) 01 － 0033 － 04
传统的地形特征获取手段耗时费力获取周期长受人为因素影响较大精度较低为解决这些问题本研究拟用高精度的数字高程模型进行数字地形分析以期实现高效快速客观准确地提取地形特征为后续涉及空间信息的研究奠定基础
第 35 卷 第 1 期 2012 年 1 月
测绘与空间地理信息
GEOMATICS ＆ SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY
} fx
=
zi －1，j +1
+ 2zi，j+1
+ z － z i+1，j+1
i －1，j －1
8g
－ 2zi，j－1
－ zi +1，j －1
fy
=
zi +1，j +1
+ 2zi+1，j + zi+1，j－1 － zi－1，j－1 8g
－ 2zi－1，j － zi－1，j+1
( 1)
g 为格网间距。
图 4 TPI 的尺度响应 Fig． 4 Scaling effect of TPI
最后，目标点的坡位类型可由 TPI 指数与坡度共同推
算。最简单的方法就是对 TPI 设定阈值，超过一特定阈值
为山脊，低于另一特定阈值则为山谷，TPI 接近于 0 则为
基于DEM的安福县土地利用空间格局分析
为 平 地 和 缓 平 地 ，分 布 指数 均 大 于 １ 随 着 坡 度 的 递 增 ， 布 ； 分
指 数 逐 渐 减 小 ，林 地 的 分 布 指 数 随坡 度 增 加 呈上 升趋 势 ． 缓 地 、 坡 、 陡 坡 、 坡 是 林 地 斜 缓 陡 的坡 度 优 势 区 ： 自然 保 留地 的
利 用类 型 在 不 同地 形级 别 下 的土 地 利 用 的数 量 和 结 构也 存 在 很 大差 异 。通 过 对 土 地 利 甩妁 结 构 和 空 间布 局 分 析 ， 将
有 助 于 实现 该 地 区 的土 地 利 用结 构 优 化 和 不 同地 形上 土地 利 用类 型 的 合 理 布 局 ． 护 读地 区 的 生 态 环 境 和促 进 区域 保
Ｐ （ｉ Ｓ ｘＳＳ） ＝Ｓ ／ｉ （ ｅ ｅ ） ／
式中 ， Ｐ代 表 分 布 指 数 ； 表 地 形 因 子 ；ｉ 代 表 ｅ 形 因 ｅ代 Ｓｅ 地 子 特 定 等级 下 的 ｉ 类 的 面 积 ：ｉ ｉ 类 的 面 积 ；ｅ是 整 个 区 地 ｓ是 地 Ｓ
２ 数据处理与研究方法
２１ 数据 来 源 及 处 理 ．
３ ｘ ０ ｚ 方 形 网 格 Ｄ Ｍ，通 过 对 所 得 Ｄ Ｍ 进 行 坡 度 与 坡 向 ０３ｍ 正 Ｅ Ｅ
—
的 分 布 水平 高 于该 地 类 在 区 域 中 的 平 均 分 布 水 平 ，即 其 在第 ｅ 级 地 形 上 的 分 布 属 于 优 势 分 布 ， 越 大 ， 势 度 越 高 ， 级 别 Ｐ值 优 该
分 布 指 数 随 坡 度 的 递 增 呈 现 出
先 递 减 后 递 增 的 趋 势 ．坡 度 平 缓 的 为 平 原 荒 草 地 ．坡 度 陡 峭 的为高山草甸 。
基于RS_与GIS_的大通县青海云杉分布规律分析
第４９卷第１期２０２２年３月福建林业科技ＪｏｕｒｏｆＦｕｊｉａｎＦｏｒｅｓｔｒｙＳｃｉａｎｄＴｅｃｈＶｏｌ ４９ Ｎｏ １Ｍａｒ ，２０２２ｄｏｉ：１０．１３４２８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｆｊｌｋ．２０２２．０１．０１２基于ＲＳ与ＧＩＳ的大通县青海云杉分布规律分析吴雨亭，章 好，李强峰（青海大学农牧学院农林系，青海西宁８１００１６）摘要：以大通县青海云杉天然林为研究对象，运用ＲＳ与ＧＩＳ技术，基于遥感影像数据和地形图等数据，定量分析大通县青海云杉空间分布与地形因子的关系。
结果表明，按照坡度统计，青海云杉分布在缓坡（６°～１５°）、斜坡（１６°～２５°）、陡坡（２６°～３５°）的占比达到９６ ７７％，其中斜坡分布最多，占５９ ２９％。
按照海拔统计，青海云杉分布在海拔２５００～３４００ｍ的占比达９８ ５９％，其中海拔２５００～２８００ｍ占３６ ３８％，海拔２８００～３１００ｍ占２５ ２７％，海拔３１００～３４００ｍ占３６ ９４％。
按照坡向统计，主要分布在阴坡、半阴坡（西北坡和东北坡）、半阳坡（西南坡和东南坡），其中，在阴坡和半阴坡分布最多，占６０ ５８％；半阳坡占２８ １９％。
综合结果表明，大通县青海云杉适宜生长在斜坡，海拔２５００～３４００ｍ，阴坡、半阴坡、半阳坡的区域。
关键词：青海云杉；ＲＳ；ＧＩＳ；地形因子；空间分布中图分类号：Ｓ７５７；Ｓ７９１ １８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－７３５１（２０２２）０１－００７０－０６ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＬａｗｏｆＰｉｃｅａＣｒａｓｓｉｆｏｌｉａｉｎＤａｔｏｎｇＣｏｕｎｔｒｙＢｓａｅｄｏｎＲＳａｎｄＧＩＳＷＵＹｕｔｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＨａｏ，ＬＩＱｉａｎｇｆｅｎｇ（ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＡｎｉｍａｌＨｕｓｂａｎｄｒｙ，ＱｉｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｉｎｇ８１００１６，Ｑｉｎｇｈａｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵｓｉｎｇＲＳａｎｄＧＩＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＱｉｎｇｈａｉｓｐｒｕｃｅｉｎＤａｔｏｎｇＣｏｕｎｔｙｗａｓｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｔｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃｆａｃｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｄａｔａａｎｄｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃｍａｐｓ Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｌｏｐｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆＱｉｎｇｈａｉｓｐｒｕｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｎｇｅｎｔｌｅｓｌｏｐｅｓ（６°～１５°），ｓｌｏｐｅｓ（１６°～２５°），ａｎｄｓｔｅｅｐｓｌｏｐｅｓ（２６°～３５°）ｒｅａｃｈｅｄ９６ ７７％，ａｍｏｎｇｗｈｉｃｈｔｈｅｓｌｏｐｅｓｗｅｒｅｔｈｅｍｏｓｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ，ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒ５９ ２９％ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｅｌｅ ｖａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆＱｉｎｇｈａｉｓｐｒｕｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｅｌｅｖａｔｉｏｎ２５００～３４００ｍｒｅａｃｈｅｄ９８ ５９％，ａｍｏｎｇｗｈｉｃｈ３６ ３８％ｗｅｒｅｉｎｅｌｅ ｖａｔｉｏｎ２５００～２８００ｍ，２５ ２７％ｉｎｅｌｅｖａｔｉｏｎ２８００～３１００ｍ，ａｎｄ３６ ９４％ｉｎｅｌｅｖａｔｉｏｎ３１００～３４００ｍ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｓｌｏｐｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｙａｒｅｍａｉｎｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｎｓｈａｄｙｓｌｏｐｅｓ，ｓｅｍｉ ｓｈａｄｙｓｌｏｐｅｓ（ｎｏｒｔｈｗｅｓｔａｎｄｎｏｒｔｈｅａｓｔｓｌｏｐｅｓ）ａｎｄｓｅｍｉ ｐｏｓｉｔｉｖｅｓｌｏｐｅｓ（ｓｏｕｔｈｗｅｓｔａｎｄｓｏｕｔｈｅａｓｔｓｌｏｐｅｓ），ａｍｏｎｇｗｈｉｃｈ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｎｓｈａｄｙａｎｄｓｅｍｉ ｓｈａｄｙｓｌｏｐｅｓｉｓｔｈｅｍｏｓｔ，ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒ６０ ５８％，ｗｈｉｌｅｓｅｍｉ ｐｏｓｉｔｉｖｅｓｌｏｐｅｓａｃｃｏｕｎｔｆｏｒ２８ １９％ ＴｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔＱｉｎｇｈａｉｓｐｒｕｃｅｉｎＤａｔｏｎｇＣｏｕｎｔｙｗａｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｇｒｏｗｉｎｇｏｎｓｌｏｐｅｓ，ｗｉｔｈｅｌｅｖａｔｉｏｎｓｒａｎｇｉｎｇｆｒｏｍ２５００ｔｏ３４００ｍ，ａｎｄｏｎｓｈａｄｙ，ｓｅｍｉ ｓｈａｄｙ，ａｎｄｓｅｍｉ ｐｏｓｉｔｉｖｅｓｌｏｐｅｓ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰｉｃｅａｃｒａｓｓｉｆｏｌｉａＭａｓｔ；ＲＳ；ＧＩＳ；ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃｆａｃｔｏｒｓ；ｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ 青海云杉（ＰｉｃｅａｃｒａｓｓｉｆｏｌｉａＭａｓｔ ）为松科云杉属乔木，树干较为通直，枝叶生长密集，分布面积广，在中国大陆的青海、甘肃、宁夏、内蒙古等地都有分布，生长在海拔１６００～３８００ｍ的山地阴坡、半阴坡及湿润谷地，具有比较强的适应性，耐寒、耐旱和耐瘠薄，是青海省森林植被的建群树种，形成了特有的高海拔森林植被景观，在涵养水源、保持水土以及经济的可持续发展方面都具有十分重要的作用［１－３］。
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近年来，由于森林资源调查领域研究的深入及计算机软硬件技术的进一步发展，利用电子地图生成数 字高程模型（ DEM） ，利用 DEM 自动提取地形因子进行空间分析，具有快速、科学、客观等特点，可以部分 取代传统作业中繁杂的野外实地观测，在数字林业建设中有良好的应用前景。
在森林公园中，森 林 植 被 的 组 成 以 及 空 间 分 布 与 配 置 格 局 是 影 响 生 态 系 统 结 构 和 功 能 的 重 要 因 素［1］。在景观甚至更小的尺度上，地形通过控制光、热、水、土壤养分等资源的再分配而成为影响植被分 布最重要的环境因子。研究植被格局与地形格局的相关关系具有重要意义，它可以探索森林景观异质性、 森林资源的空间格局，为森林资源的经营与管理提供参考［2］。本文以大岭山森林公园为研究对象，利用 DEM 自动提取地形因子，结合林班数据对森林资源空间格局进行相关分析，着重研究大岭山森林公园具 有代表性树种的适宜性坡度与坡向，直观详细地阐述地形与植被直接内在的联系，为森林资源的经营与发 展提供参考。
Association Analysis between Forest Terrain and Vegetation Spatial Pattern Based on DEM
FENG Xiao-li1 ，WU Xiao-fang1，2 ，SHEN De-cai3 ，ZHU Jian-yun3 （ 1. College of Information，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，Guangdong，China； 2. Land Ｒesource Ministry Key Laboratory of Construction land improvement，Guangzhou 510642，Guangdong，China；
收稿日期： 2014 － 04 － 27 基金项目： 国家科技支撑计划项目（ 2013BAJ13B005） 作者简介： 冯晓丽（ 1992—） ，女，河北邢台人，华南农业大学硕士研究生，从事地理信息系统研究。E-mail： 547739708@
qq. com。 通讯作者： 吴小芳（ 1979—） ，女，湖北荆州人，华南农业大学副教授，博士，从事地图制图学，林业 GIS 和地理信息系统理
第 42 卷 第 1 期 2 015 年3 月
福建林业科技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
doi： 10. 13428 / j. cnki. fjlk. 2015. 01. 006
Vol. 42 No. 1 Mar. ，2 0 1 5
基于 DEM 的森林地形与植被空间格局关联分析
论与方法研究。E-mail： somewxf@ 163. com。
第1 期
冯晓丽，等： 基于 DEM 的森林地形与植被空间格局关联分析
·27·
1 研究方法
1. 1 研究区概况 大岭山森林公园位于东莞市南部，珠江口的东北部，北邻厚街，与莞城相对，南接虎门、长安，与深圳相
望。地理坐标为东经 113°42'22″—113°48'12″、北纬 22°50'00″—22°53'32″，处于珠江三角洲开发区的中心 地带。地貌属低山、丘陵，整个地势东北部偏高，西北部偏低，海拔多在 150 ～ 450 m 之间，相对高差一般在 150 m 左右，最高峰为北部的大岭山顶，海拔 530. 1 m，坡度 15° ～ 40°。公园土壤为赤红壤，成土母岩为花 岗岩，土层深厚。森林公园属南亚热带季风气候，全年暖热，平均气温 21. 7 ℃ ，夏长冬短，无霜期达 350 d， 年平均降水量 1790 mm，最大日降水量在 6 月，为 395. 5 mm，最小降水量在 1 月，为 2. 2 mm； 水热条件好， 有助于林木生长。 1. 2 技术路线
图 7 坡度林班叠加图
图 8 林班坡度图
2. 4 坡向与林班叠加分析 利用上述坡向图，进行栅格矢量化，然后利用 ArcToolBox / Overlay 工具，将矢量图与林班图层进行叠
加分析，叠加的结果见图 9。在叠加图中打开属性表，选择坡度、树种、面积字段进行统计输出，然后按树 种组进行统计，不同植被类型在不同坡向上的分布面积见表 1、图 10。
西南 1. 74
3706. 47 6946. 45
28. 57 415. 34 3150. 29 2170. 31 1471. 19 16548. 88
西 1. 74
3559. 87 7643. 50
45. 92 266. 17 2758. 58 1914. 75 1603. 11 23650. 71
68. 35 254. 89 5019. 52 2375. 03 3573. 11 48787. 98
东北 1. 74
2503. 50 5686. 87
82. 49 3007. 82 1298. 50 1731. 64 27159. 89
东
1848. 88 4502. 82
67. 07 3144. 98 1474. 68 1731. 19 25109. 65
3. Dongguan Ｒesearch Institute of Forestry，Dongguan 523106，Guangdong，China）
Abstract： In this paper，Dalingshan Forest Park is taken as the research region. Automatic extraction of topographic factors based on DEM，get slope and aspect maps。On its basis，compartment data combined with the spatial pattern of correlation analysis of forest resources，and focuses on the representative of the dominant species （ lychee，fir，speed Acacia，Eucalyptus and Pinus massoniana） the suitability of slope and aspect analysis，Found its distribution，to provide guidance for further management and planning of forest resources. Key words： DEM； Dalingshan Forest Park； spatial distribution
首先利用等高线生成 DEM，再利用 DEM 自动 提取地形因子，对坡度、坡向以及森林植被空间格局 进行分析（ 图 1） 。
2 DEM 建立与空间分析
2. 1 建立
在 ArcGIS 10. 0 中利用等高线矢量图，使用工
具 3D Analyst / create TIN / create TIN form features 生
西北
3756. 80 7769. 79
91. 85 235. 50 2944. 93 1559. 35 2934. 05 29028. 75
由表 1、图 10 可知，在大岭山森林公园，森林资源分布较均匀，北坡偏多，平坦地区几乎没有。这也与
大岭山森林公园的气候有关，大岭山森林公园属南亚热带季风气候，水热条件好，有助于林木的生长。
第1 期
冯晓丽，等： 基于 DEM 的森林地形与植被空间格局关联分析
·29·
树种组 保护小区 风景林 果树林 实验林 水土保持 水源涵养 一般用材 自然保护 其他
图 9 坡向与林班叠加图
图 10 林班坡向图
表 1 大岭山森林公园林班坡向分布图
hm2
平坦 19. 17
4211. 76
北
7165. 18 13497. 23
进行重分类，然后对该数据层的属性数据进行统计
分析。操作流程为： ①坡度分析。运行 Spatial Analyst / Surface Analysis / Slope 进行坡度分析，生成研究
图 1 技术流程图
区的坡度图，栅格图形中每个点的像素单元值即为
该点的坡度值。② 坡度重分类。运行 Spatial Ana-
栅格图形属性表导出为 . dbf 文件，通过 Excel 软件
进行汇总统计，计算出研究区坡度组成以及各分类 比例［4］（ 图 3、图 4） 。由图 3、图 4 可知： 大岭山森林
公园坡度以平坡为主，比例最大，占 59. 68% ，其次 是缓坡，占 25. 96% ； 无险坡。
图 2 大岭山森林公园 DEM 图
成 Tin，再用 3D Analyst / convert / TIN to raster 转换生 成 GＲID，生成 DEM 效果图（ 图 2） ［3］。
2. 2 坡度与坡向分析
利用 ArcGIS 软件的 Spatial Analyst 功能模块对
DEM 数据进行坡度和坡向分析。
2. 2. 1 坡度分析 用 Slope 函数提取坡度，对坡度
2. 5 优势树种适宜性坡度分析 选出林班中面积最大的 5 个树种作为优
表 2 大岭山森林公园优势树种的坡度分布 hm2
势树种，分别为荔枝、速相思、桉树、马尾松、杉
树种
平坡
缓坡
森林资源空间格局进行相关分析，并着重研究优势树种（ 荔枝、杉木、速相思、桉树、马尾松） 的适宜性坡度与坡向，发现其分
布规律，为森林资源的进一步管理与规划提供指导。
关键词： 数字高程模型（ DEM） ； 大岭山森林公园； 空间分布
中图分类号： S718. 51 + 1
文献标识码： A
文章编号： 1002 － 7351（ 2015） 01 － 0026 － 05