[发明专利]一种坡面形态类型划分方法

说明书

本发明公开了一种坡面形态类型划分方法，该方法包括：(1)读取山谷或山坡的剖面线数据，并进行结构化处理，得到每一剖面线的结构化点集；(2)根据所述结构化点集计算每一剖面线的总偏差；(3)根据所述结构化点集计算每一剖面线的弯曲度；(4)根据总偏差和弯曲度以及预设阈值，划分山谷或山坡的坡面形态类型。本发明方法简洁，支持类型多，且执行效率与自动化程度相对较高，能够满足大范围内坡面形态类型的划分需要。

技术领域

本发明属于地理信息技术应用领域，具体涉及一种山谷/坡坡面形态类型的自动划分方法。

背景技术

山谷和山坡是地表分布最广泛的地貌基本形态，其坡面形态一般呈直线形、凸形、凹形和凸凹形等。坡面形态一定程度上反映了坡地的演化阶段和新构造的性质，其类型划分对工矿、交通、水利和地质灾害等研究有重要的理论意义和应用价值。

目前，坡面形态类型的划分研究主要涉及两类方法：一是，采用野外定位观测的方式；二是，基于DEM的地表曲率计算(刘金涛,冯德锃,陈喜,等,2011.山坡地形曲率分布特征及其水文效应分析—真实流域的野外实验及相关分析研究.水科学进展,22(4): 1-6)。前者费时费力；后者仅对凸形和凹形加以区分，且计算原理较为复杂。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种坡面形态类型划分方法，本发明为山谷/坡的稳定性、形成成因和发育过程等奠定了研究基础。

技术方案：本发明所述的坡面形态类型划分方法包括：

(1)读取山谷或山坡的剖面线数据，并进行结构化处理，得到每一剖面线的结构化点集；

(2)根据所述结构化点集计算每一剖面线的总偏差；

(3)根据所述结构化点集计算每一剖面线的弯曲度；

(4)根据总偏差和弯曲度以及预设阈值，划分山谷或山坡的坡面形态类型。

进一步的，步骤(1)具体包括：

(1-1)加载山谷或山坡的剖面位置图层和DEM图层，得到剖面的线要素集合 SL＝{sl_i|i＝1,2,…,m}，其中，sl_i表示第i个剖面线线要素，m为剖面的线要素个数；

(1-2)针对每一剖面线线要素sl_i，读取构成该线要素的点集P_i＝{pi_j|j＝1,2,…,n}，其中，pi_j表示sl_i的第j个点元素，n为sl_i的点要素个数；

(1-3)依次获取点要素pi_j，并根据DEM图层分别计算pi_j对应的高程Elevation、以及pi_j与pi₁的距离Distance，再分别以Distance、Elevation为横、纵坐标存储于结构化点集T_i＝{ti_j{xi_j＝Distance,yi_j＝Elevation}|j＝1,2,…,n}中，i＝1,2,…,m。

进一步的，步骤(2)具体包括：

(2-1)将结构化点集T_i中的首点ti₁和尾点ti_n连线为一条直线l，并计算结构化点集T_i中每个点ti_j到直线l的垂距vi_j；

(2-2)根据式(1)计算首点ti₁、尾点ti_n、点ti_j三点构成的面积量Si_j(ti₁,ti_n,ti_j)：