[发明专利]一种度量地貌褶皱的栅格化曲面的构建方法及系统

说明书

本发明涉及栅格化曲面技术领域，具体地说，涉及一种度量地貌褶皱的栅格化曲面的构建方法及系统，其包括以下步骤：一、获取地貌模型数据；二、对所述地貌模型数据进行预处理，得到预处理后数据；三、对所述预处理后数据进行坡度计算，得到覆盖整个地理区域中不同单元内地形的坡度曲面数据；四、根据所述坡度曲面数据，利用栅格运算法逐像元做数学变换，得到度量地貌褶皱程度的栅格化地形曲面。本发明能够准确描绘和表达地貌褶皱的真实程度，有利于构建各种地学指标，刻画相应的地理环境和地表形态。

技术领域

本发明涉及栅格化曲面技术领域，进一步说，涉及用栅格化电子地图模拟表达、虚拟和计算地球资源和环境的时空分布的技术领域，具体地说，涉及一种度量地貌褶皱的栅格化曲面的构建方法及系统。

背景技术

褶皱是指岩石因受力发生的弯曲而显示的变形，使原来近于平直的面表现出向上隆起或塌陷的曲面形态。坚硬岩层常形成高山、陡崖或山脊，柔软地层常形成缓坡或低谷等。不同褶皱区域的地形接收的太阳辐射不同，降水、径流等方面也存在差异，在多种时空分析领域中发挥重要的作用。数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)和数字地形模型DTM(Digital Terrain Model)用栅格化高程(海拔)数据和坡度、坡向数据模拟表达地表的高低和陡峭、朝向特征。在某些地理指标的应用场合，直接使用DEM的高程或基于DEM的坡度、坡向数据，往往难以度量地形变化的平缓或者隆起与切割频率。例如：平原地貌中土地单元变化平缓，地貌褶皱度较低，而高山峡谷地貌中土地单元密度大且形态变化复杂，地貌褶皱度随之增大。若仅仅使用参照水面的高程、坡度、坡向，无法直接描述出地貌的褶皱程度。

发明内容

本发明的内容是提供一种度量地貌褶皱的栅格化曲面的构建方法及系统，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的一种度量地貌褶皱的栅格化曲面的构建方法，其包括以下步骤：

一、获取表达多种尺度地貌的地貌模型数据；

二、对所述地貌模型数据进行预处理，得到预处理后数据；

三、对所述预处理后数据进行坡度计算，得到覆盖整个地理区域中不同单元内地形的坡度曲面数据；

四、根据所述坡度曲面数据，利用栅格运算法逐像元做数学变换，得到度量地貌褶皱程度的栅格化地形曲面，其数学变换模型为：

R＝1/[cos(slp)]²；

其中，R为各单位地貌褶皱度、slp为各单元坡度。

作为优选，步骤一中，所述地貌模型数据采用计算机表达的数字高程模型数据。

作为优选，步骤二中，预处理包括：

对所述地貌模型数据进行格式转换、投影变换和噪声滤波处理，得到预处理后数据；

所述投影变换是将地理坐标投影变换为以米为长度单位的平面坐标和高程坐标。

作为优选，步骤三中，坡度计算包括：

1)、根据所述预处理后数据，确定在投影坐标(x_i,y_i)处的数字高程值为h_i，采用下述公式确定(x_i,y_i)的坡度值slp_i：

slp_i＝arctan(Δh_i/Δx_i)；