探索数字高程模型

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地球表面形状最常见的数字数据是基于像元的数字高程模型 (DEM)。 此数据可用作输入来量化地表的特征。

DEM 是连续表面的栅格表示,通常参考地球表面。 该数据精度主要取决于分辨率(采样点之间的距离)。 影响精度的其他因素包括数据类型(整型或浮点型)和创建原始 DEM 时表面的实际采样。

可视化栅格 DEM 表面
可视化栅格 DEM 表面。

DEM 中的错误通常分为汇或峰。 汇是一个被较高高程值包围的区域,也称为洼地或凹地。 这是一个内部排水区域。 其中某些可能是自然形成的,特别是在冰川或喀斯特地区 (Mark 1988),尽管许多汇在 DEM 中是不完善的。 同样,尖峰或峰是被较低值像元包围的区域。 这些是更常见的自然要素,对流向的计算不利影响较小。

在尝试派生任何表面信息之前,应消除此类错误,尤其是汇。 汇是内部排水区域,可防止水流下坡。

对于较粗糙分辨率的 DEM,给定 DEM 中的汇数量通常较高。 形成汇的另一个常见原因是将高程数据存储为整型。 这在垂直地貌较低的区域影响较大。 在 30 米分辨率的 DEM 中汇的数量占像元数量 1% 的情况并不少见。 对于 3 弧秒的 DEM,这可能会增加 5%。

DEM 还可能包含明显的条带伪影,这是创建 DEM 时系统采样错误的结果。 同样,这在平坦区域的整型数据上最为明显。

水文分析工具旨在模拟自然地形表面的水流汇聚。 假设表面包含足够的垂直起伏,则可以确定流动路径。 这些工具基于以下假设运行:对于任何单个像元,水可以从许多相邻像元流入但仅可通过一个像元流出。

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