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第七章

1、本章主题编号

专题专题名子专子专题实验备

子专题主要内容

序号称题号名称内容注

地面坡1地面坡概述；坡度、坡向；坡形；

7形因子形因子坡长；坡位；坡面复杂度因

提取7/14提取子

2、本章内容概述

（1）概述

●坡面因子的分类及提取方法

●确定坡面因子提取的算法基础

●提取坡面因子的常用分析窗口

（2）坡度、坡向

●坡度的提取

●坡向的提取

（3）坡形

●宏观坡形因子

●地面曲率因子

●地面变率因子

（4）坡长

（5）坡位

（6）坡面复杂度因子

3、本章内容

3.1概述

（1）坡面因子的分类及提取方法

●坡面因子的分类

按照坡面因子所描述的空间区域范围，可以将坡面因子划分为微观坡面因子

与宏观坡面因子两种基本类型。常用的微观坡面因子主要有：坡度、坡向、坡长、

坡度变率、坡向变率、平面曲率、剖面曲率等。常用的宏观坡面因子主要有：地

形粗糙度、地形起伏度、高程变异系数、地表切割深度，以及宏观坡形因子（直

线形斜坡、凸形斜坡、凹形斜坡、台阶形斜坡）等。

按照提取坡面因子差分计算的阶数，可以将坡面因子分为一阶坡面因子、二

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阶坡面因子和高阶坡面因子。一阶坡面地形因子主要有坡度和坡向因子。二阶坡

面因子主要有坡度变率、坡向变率、平面曲率、剖面曲率等因子。复合坡面因子

有坡长、坡形因子、地形粗糙度、地形起伏度、高程变异系数和地表切割深度等。

按照坡面的形态特征，可将坡面因子进一步划分为：坡面姿态因子，坡形因

子，坡位因子，坡长因子以及坡面复杂度因子五大类。

●提取坡面因子的基本方法

首先将坡面的形态特征或各个坡面因子进行定量化描述，完成求导的数学模

型，在此基础上，建立其以DEM为基本信息源进行提取的技术路线，并通过软件

实现形成一套易于计算机操作的方法。

（2）确定坡面因子提取的算法基础

●DEM格网数据的空间矢量表达（如图7.1）

图7.1DEM格网数据的空间矢量模型

●基于空间矢量模型的差分计算

算法主要有数值分析方法、局部曲面拟合算法、空间矢量法、快速傅立叶变

换等。其中数值分析方法包含有简单差分算法、二阶差分、三阶差分（带权或不

带权）和Frame差分；局部曲面拟合又有线性回归平面、二次曲面和不完全四次

曲面（据刘学军，2002）。

（3）提取坡面因子的常用分析窗口

●窗口分析（领域分析）的基本原理是：对栅格数据系统中的一个、多个

栅格点或全部数据，开辟一个有固定分析半径的分析窗口，并在该窗口内进行诸

如极值、均值、标准差等一系列统计计算，或进行差分及与其它层面信息的复合

分析等，实现栅格数据有效的水平方向扩展分析。

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