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黄土高原不同空间尺度DEM的地形信息量研究

张茜  
【摘要】:不同空间尺度(比例尺、分辨率)的DEM在地形描述精度上有很大差异。随着比例尺的减小或分辨率的降低,地形在总体上被简化与平滑化,DEM所承载的地形信息量也随之降低。这种规律已经得到研究的证实与普遍的认可。但是,能否对这种地形信息量进行定量测算,并由此揭示DEM描述地形的精度的特征,具有十分重要的理论意义与应用价值。本研究在分析DEM数据的地形信息特征的基础上,从地形复杂度和信息论的角度,提出了DEM地形信息量(Terrain Information Capacity,简称TIC)的概念和基本算法,以陕北黄土高原1:10000和1:50000两种比例尺48个对应的实验样区为样本,从定性、定量的角度,阐明黄土高原不同地貌类型地区地形信息量的空间分异规律,并探讨了该地区1:10000与1:50000两种比例尺DEM地形信息量损失的空间分异特征;既而以陕北黄土高原1:10000和1:50000的两种比例尺48个对应的实验样区为样本,应用灰色关联聚类,建立了该地区不同比例尺DEM地形信息量之间的四种类型的转换图谱;最后对地形信息量与其他地形因子的关系进行了阐述。从研究结果来看,本研究所提出的地形信息量能够对DEM数据所包含的地形信息进行科学的量化,能够反映陕北黄土高原地形的基本变化特征,同时能够反映地貌类型在空间上的区域分异,并揭示了空间尺度对于地形信息量的影响,DEM地形信息量随着比例尺的减小而减少;利用转换图谱,能够实现大比例尺数字地形数据统计值对中、小比例尺的有效纠正。为进一步研究不同空间尺度地形信息量的损失程度对各地形因子和应用模型的影响程度奠定了基础。


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