地形因子分析

功能说明

不同的地形因子从不同方面反映了地形特征，实际应用中人们提出了各种各样的地形因子。在其所描述的空间区域范围，常用的地形因子可以划分为微观地形因子（坡度、坡向、曲率等）和宏观地形因子（粗糙度、沟脊值等）两种类型。MapGIS中的地形因子分析是对Grid数据的坡度、坡向、粗糙度、沟脊值和曲率进行分析。

跟随以下步骤，可以进行坡面地形因子的提取。

操作说明

1. 启动桌面平台，在菜单栏上点击“DEM分析”，在其下拉菜单中，选择“地形特征提取”→“地形因子分析”，弹出分析对话框如下：

2. 栅格数据输入设置。在“地形因子分析”对话框的“输入设置”栏中，输入待分析的栅格数据，并选择相应的分析波段；

3. 选择计算方式和Z值放大因子。其中：

【Z值放大因子】：当Z的单位与x、y单位相同时，该参数值为1；当Z的单位与x、y单位不同时，需要通过该参数将Z（高程）的结果进行调整，达到x、y、z单位相同的目的，例如，如果X、Y方向单位为米，Z方向单位为英尺，应使用0.3048的Z方向系数将其从英尺转换为米。

【计算方式】：目前支持的地形计算包括坡度、坡向、地形起伏度、斜率百分比、曲率和沟脊值六种：

（1）坡度

坡度是用来表示地表上某点的倾斜程度的量，地面上任意一点的坡度是指该点的切平面与水平地面的夹角。通过“坡度”计算得到的结果数据中，每个单元的像元值都代表该点的坡度值，值较小则地势平坦，反之则地势陡峭。因此，通过坡度图可以清楚地了解到区域内各位置地形的陡峭程度。

在MapGIS中，坡度范围是0到90°，0表示水平面，90°表示该处地表为垂直于水平面的陡峭表面。

提取DEM坡度因子结果如下：

（2）坡向

坡向表示从一个单元到邻近单元最陡的下坡方向，可以理解为坡面的方向或者斜坡面的方向。各点的坡向值是该点的切平面的法线在水平面的投影与经过该点正北方向的夹角，范围为按顺时针方向从0度（正北方）到360度（重新回到正北方，一个完整的圆形）。通过“坡向”计算得到的坡向图中，各单元的像元值分别代表该点斜坡面的方向，平坦的坡面没有方向，赋值为-1。

提取DEM坡向因子结果如下：

（3）倾斜百分比

即坡度百分比（percent rise），表示的是高程增量百分比。为坡度求tan值，其值为0到无穷大，倾斜值越大，表示坡度越大。地形分析中，倾斜百分比描述了地形变化的起伏程度，像元值越大，表示起伏变化越明显，可以直观地反映地形的起伏变化情况，是衡量坡度的另一个变量。

提取DEM倾斜百分比的结果如下：

（4）地形起伏度

地形起伏度是指特定的区域内，最高点海拔高度和最低点海拔高度的差值。使用地形起伏度可以描述一个区域地形特征的宏观因子。

提取DEM的地形起伏度结果如下：

（5）曲率

曲率是对地形表面扭曲变化程度的定量化度量因子，通过将该点像元与其八个相邻像元拟合而得。曲率是表面的二阶导数，也可称之为坡度的坡度。曲率的计算结果能够被用来描述表面的物理特性，如某区域内的侵蚀和冲刷过程。

提取DEM曲率因子结果如下：

（6）沟脊值

沟脊值用来表示地形一点相对于其周围各点的整体凹凸程度，即某特定点相对于其周围各点的凹陷成沟及凸起成脊的程度。

提取DEM沟脊值因子的结果如下：