地形鞍部的提取
1、背景
? ? ? ? ? 相鄰兩山頭之間呈馬鞍形的低凹部分稱為鞍部。鞍部點是重要的地形控制點,它和山頂點、山谷點及山脊線、山谷線等構成地形特征點線,對地形具有很強的控制作用。因此,因此,對這些地形特征點、線的分析研究在數(shù)字地形分析中具有很重要的意義。同時,由于鞍部點的特殊地貌形態(tài),是的鞍部點的提取方法較山頂點低谷底點更難,目前都還存在一定的技術局限性。
2、目的
? ? ? ? ? ?利用水文分析的方法提取地形鞍部點;
? ? ? ? ? ?通過多種GIS空間分析方法的應用,提高對知識的綜合運用能力。
3、要求
? ? ? ? ? 利用水文分析模塊和空間分析模塊相應功能提取樣區(qū)地形鞍部點。
4、數(shù)據(jù)
? ? ? ? ? 25m分辨率的DEM數(shù)據(jù),面積約為59平方千米。
? ? ? ?(百度網(wǎng)盤鏈接:https://pan.baidu.com/s/1o60V6mZrPN_OSrKba8zoAA?提取碼:gcm0?)
5、算法思想
? ? ? ? ? 鞍部具有獨特的形態(tài)特征,可被認為是原始地形中的山脊和反地形中的山脊回合的地方,因此可通過提取正反地形的山脊線并求其交點,獲得鞍部點,鞍部點的提取流程如下圖所示。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 鞍部點的提取流程圖
6、操作步驟
? ? ? ? 1,正地形、等高線和暈染圖的提取
? ? ? ? ? ? ? ? 同山脊線和山谷線的提取一樣,由于鞍部點的整體位置是處于山脊上的,需要提取正地形以過濾那些在負地形上的錯誤的點。正地形的提取方法為:先用焦點統(tǒng)計算出DEM的平均meandem,再使用柵格計算器計算平均meandem和dem的差值,使用重分類將其分為兩級,分級界線為 0,將大于 0 的區(qū)域賦值為1(即為正地形),小于 0 的區(qū)域賦值為0,命名為zhengdixing;另一次將小于0的區(qū)域賦值為1(即為負地形),大于0的賦值為0,命名負地形。(具體操作見https://blog.csdn.net/shenshen_xu/article/details/102891772中的【6、1】)。利用【Spatial Analyst】|【表面分析】|【等值線】和【Spatial Analyst】|【表面分析】|【山體陰影】分別提取樣區(qū)等高距為40m的等高線數(shù)據(jù)ctour和樣區(qū)的暈染圖hillshade.(具體操作見https://blog.csdn.net/shenshen_xu/article/details/102891772中的【6、2,(6)】)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?正地形? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?負地形
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?等值線和山體陰影
? ? ? ? 2,山脊的提取
? ? ? ? ? ? ? 山脊的提取與下網(wǎng)頁上山脊線的提取一樣。分別是進行洼地填充、水流方向提取、匯流累積量的計算、匯流累積量等于0的提取。(具體操作見https://blog.csdn.net/shenshen_xu/article/details/102891772中的【6、2】)
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 提取山脊
? ? ? ? ? 3,反地形山脊的提取
? ? ? ? ? ? ? ?反地形山脊的提取與下網(wǎng)頁上山谷的提取過程完全相同。分別是基于原始DEM計算出反地形DEM數(shù)據(jù)(計算中是利用原始DEM減去3000);基于反地形DEM數(shù)據(jù)提取水流方向數(shù)據(jù);基于水流方向數(shù)據(jù)進行匯流累積量的計算;提取匯流累積量為0的柵格。(具體操作見https://blog.csdn.net/shenshen_xu/article/details/102891772中的【6、3】)
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 提取反地形山脊
? ? ? ? ? 4,鞍部點的提取
? ? ? ? ? ? ? ?(1)利用【Spatial Analyst 工具】|【地圖代數(shù)】|【柵格計算器】工具將提取出的山脊線數(shù)據(jù)和山谷線數(shù)據(jù)相乘,結果為鞍部區(qū)。? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?柵格計算器
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 鞍部區(qū)
? ? ? ? ? ? ? ?(2)利用同樣的方法將鞍部區(qū)和正地形相乘,就得到了鞍部點的柵格數(shù)據(jù)anbudian。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?鞍部點的柵格數(shù)據(jù)
? ? ? ? ? ? ? ?(3)重分類鞍部點柵格數(shù)據(jù),將所有0值賦為NODATA數(shù)據(jù),屬性為一的保持不變,得到Reanbudian
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?重分類
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Reanbudian
? ? ? ? ? ? ? ?(4)將柵格數(shù)據(jù)Reanbudian轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)鞍部點,配合等高線和暈染圖對矢量形式的鞍部點數(shù)據(jù)進行編輯,剔除那些處于樣區(qū)邊緣以及內(nèi)部的偽鞍部點。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 柵格轉(zhuǎn)點
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 鞍部點
注意:這里山脊和反山脊的提取只需要提取到流量等于0的地方。)
總結
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