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DEM曲率计算
曲率计算功能用于计算 DEM 栅格数据表面的曲率,包括平均曲率、剖面曲率和平面曲率。曲率是表面的二阶导数,或者可称之为坡度的坡度。输出结果为地形栅格每个像元的表面曲率,是通过将目标像元与八个相邻像元拟合为二次曲面,再对此拟合曲面求(0,0)位置处的曲率而得。地形曲率是表达地形曲面结构的主要参数之一。
结果输出为栅格数据集,可输出曲率类型为:平均曲率、剖面曲率和平面曲率,其中,剖面曲率是指沿最大斜率方向的曲率,平面曲率是指垂直于最大斜率方向的曲率。结果数据的具体说明如下:
新生成的曲率数据集范围与原数据集等大,且分辨率也与原数据集相同。
新生成的曲率结果数据集中,曲率为正说明像元所处的表面向上凸,曲率为负说明像元所处的表面开口朝上凹入,曲率为 0 说明像元所处的表面是平坦的。
输出的曲率栅格值单位是 z 单位的百分之一。某山区(平缓地貌)的输出栅格的合理期望值介于 -0.5 至 0.5 之间;如果山势较为陡峭崎岖(极端地貌),那么期望值介于 -4 至 4 之间。注意,某些栅格表面可能会超过此范围。
操作说明
在工具箱的“栅格分析”-“表面分析”-“地形计算”选项中,双击“DEM曲率计算”,即可弹出“DEM曲率计算”对话框。
在源数据处设置要进行曲率计算的栅格数据集。
高程缩放系数 :计算曲率时,要求地形栅格值(即高程值)的单位与 x,y 坐标的单位相同,通常需要将高程值乘以一个高程缩放系数,使得三者单位一致。例如,X、Y 方向上的单位是米,而 Z 方向的单位是英尺,由于 1 英尺等于 0.3048 米,则需要指定缩放系数为 0.3048。如果设置为 1,表示不缩放。
设置结果数据所要保存的数据源,及三种结果数据集的名称即可。
单击“执行”按钮,即可执行DEM曲率计算操作。曲率为正说明像元所处的表面向上凸,曲率为负说明像元所处的表面开口朝上凹入,曲率为 0 说明像元所处的表面是平坦的。
注意事项
当高程值单位与坐标单位间的换算无法通过固定值来调节时,则需要通过其他途径对数据进行处理。最常见的情况之一是 DEM 栅格采用地理坐标系时,单位为度,而高程值单位为米,此时建议对 DEM 栅格进行投影转换,将 x、y 坐标转换为平面坐标。
如果待计算单元格为无值,则计算结果也为无值。但是,对于位于栅格数据集边缘的单元格,其 3 × 3 邻域包含了位于数据集范围之外的单元格,对于这些单元格,将使用待计算单元格的高程值来计算,因此,得出的曲率可能比实际要小。对于周围单元格中的无值,也采用相同的方式处理。
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