基于DEM分形特征的坡度尺度变换方法技术

本发明专利技术公开了一种基于DEM分形特征的坡度尺度变换方法，包括以下步骤：S1：利用DEM分辨率与地表面积的分形关系，建立地表面积与DEM分辨率、分维数值之间的定量表达式；S2：确定地表粗糙度与DEM分辨率之间的分形关系；S3：根据分形对象的自相似原理，建立每个栅格坡度正割值与平均坡度正割值之间的定量表达公式；S4：根据地表粗糙度与DEM分辨率之间的分形关系以及每个栅格坡度正割值与平均坡度正割值之间的定量表达公式，建立基于DEM分形特征的坡度尺度变换模型。本发明专利技术能够有效实现坡度尺度变换，通过变换得到的坡度误差明显降低，经过本发明专利技术的方法转换后的坡度信息得到了显著恢复。

Slope Scale Transform Method Based on DEM Fractal Characteristics

The invention discloses a slope scale transformation method based on DEM fractal characteristics, which includes the following steps: S1: using the fractal relationship between DEM resolution and surface area to establish the quantitative expression between surface area and DEM resolution and fractal dimension value; S2: determining the fractal relationship between surface roughness and DEM resolution; S3: establishing each according to the self-similarity principle of fractal objects. Quantitative expression formula between grid slope secant value and average slope secant value; S4: According to the fractal relationship between surface roughness and DEM resolution and the quantitative expression formula between grid slope secant value and average slope secant value, a slope scale transformation model based on DEM fractal characteristics is established. The gradient scale transformation can be effectively realized by the invention, and the gradient error obtained by the transformation can be significantly reduced, and the gradient information transformed by the method of the invention can be significantly restored.

【技术实现步骤摘要】
基于DEM分形特征的坡度尺度变换方法
本专利技术涉及数字地形分析领域，具体涉及一种基于DEM分形特征的坡度尺度变换方法。
技术介绍
目前，对坡度进行尺度变换主要有重采样法、图示法、分形法等方法。重采样法利用原始数字高程模型(DigitalElevationModel，DEM)数据重新采样为目标分辨率大小的DEM数据，然后利用新DEM提取坡度，该方法简单易行，但是由于原始DEM栅格值表示的是一个综合后的高程数值，经重采样后，其高程及提取的坡度精度难以保证；图示法有基于坡谱的变换(杨昕，2007)和基于直方图匹配(YANGQinke，2008)两种方法，其特点是直观性强，能可视化地表现出不同尺度下地形属性变化的格局和过程变化规律，该类方法本质上是一种统计方法；分形法利用分形对象局部与整体之间存在的自相似性，实现不同尺度之间的坡度变换(YANGXin，2007；徐静，2008；PradhamNR，2006)，但已有的研究主要基于统计分形法进行坡度变换，分形维数表达的地学意义尚不明确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于DEM分形特征的坡度尺度变换方法，解决传统的对坡度进行尺度变换的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DEM分形特征的坡度尺度变换方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：利用DEM分辨率与地表面积的分形关系，建立地表面积与DEM分辨率、分维数值之间的定量表达式；S2：确定地表粗糙度与DEM分辨率之间的分形关系；S3：根据分形对象的自相似原理，建立每个栅格坡度正割值与平均坡度正割值之间的定量表达公式；S4：根据地表粗糙度与DEM分辨率之间的分形关系以及每个栅格坡度正割值与平均坡度正割值之间的定量表达公式，建立基于DEM分形特征的坡度尺度变换模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于DEM分形特征的坡度尺度变换方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：利用DEM分辨率与地表面积的分形关系，建立地表面积与DEM分辨率、分维数值之间的定量表达式；S2：确定地表粗糙度与DEM分辨率之间的分形关系；S3：根据分形对象的自相似原理，建立每个栅格坡度正割值与平均坡度正割值之间的定量表达公式；S4：根据地表粗糙度与DEM分辨率之间的分形关系以及每个栅格坡度正割值与平均坡度正割值之间的定量表达公式，建立基于DEM分形特征的坡度尺度变换模型。2.根据权利要求1所述的基于DEM分形特征的坡度尺度变换方法，其特征在于：所述S1步骤中地表面积与DEM分辨率、分维数值之间的定量表达式为：area＝a*r2-D(1)式中，area表示地表面积，r表示DEM分辨率，a为大于0的常数，D表示分形维数并且取值范围为2～3。3.根据权利要求2所述的基于DEM分形特征的坡度尺度变换方法，其特征在于：所述S2步骤中确定地表粗糙度与DEM分辨率之间的分形关系具体方法如下：地表粗糙度的公式为：根据公式(1)和公式(2)，并且area＝SDEM，可以得到：式中，Slevel为水平投影面积，表示原始分辨率DEM的坡度正割平均值；由于水平投影面积Slevel为常数，与常数a的比值仍是常数，定义...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞，范建容，程多祥，张茜彧，张恒伟，刘嘉，廖露，
申请(专利权)人：中国科学院，水利部成都山地灾害与环境研究所，四川测绘地理信息局测绘技术服务中心，
类型：发明
国别省市：四川,51