【摘 要】
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数字地形分析(Digital Terrain Analysis,DTA)是在数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)上进行地形属性计算、特征提取的地形信息处理技术,用于进行地形属性计算的数学
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数字地形分析(Digital Terrain Analysis,DTA)是在数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)上进行地形属性计算、特征提取的地形信息处理技术,用于进行地形属性计算的数学模型、地形特征提取算法称为DEM解译算法(DEM Interpretation Algorithms).DTA是进行与地形相关的空间模拟基础技术,其结果常用做地理信息系统(Geographical Information System,GIS)地学分析模型的输入数据.解译算法是数字地形分析的基础,其精确性和合理性影响着地形参数的质量及各类地学和环境模型不确定性结果分析.分析评价解译算法和进行数字地形分析的误差与精度研究,为GIS地学与环境分析模型提供高质量、高精度的基础数据,是十分必要而紧迫的任务.本文在总结现有的解译算法分析和评价基础上,提出了一种基于数据独立的DEM解译算法评价和地形属性误差的定量分析方法.基本内容是建立一系列和实际地形相似的、具有解析式的模拟DEM以及地形参数的理论表达式(真值),通过解译算法的计算值和相应真值的比较,则可定量地描述误差大小和空间分布,从而实现对解译算法评价以及DEM结构、DEM误差对地形参数的影响分析.与在实际DEM上算法分析与评价相比,本文所述方法具有不受实际DEM中不确定性因素影响、对计算误差高度敏感等特性,有利于解译算法的正确评价和地形参数误差的定量描述.本文对六种坡度、坡向计算模型(三阶不带权差分、三阶反距离权差分、三阶反距离平方权差分、二阶差分、Frame差分和简单差分)和五种水文模型中的路径算法(DEMON、Dinf、FMFD、D8、Rho8)进行了分析和评价,给出了各种解译算法误差的定量化精度分析,并结合DEM误差和DEM结构的影响对解译算法进行了综合评价.同时本文的分析和研究也澄清了目前关于坡度、坡向计算模型和误差分布的几个误区.
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