文档介绍：第26卷?第3期 2007年5月地??理??研??究 GEOGRAPHICAL?RESEARCH Vol?26,No?3 May,2007 ??收稿日期:2006?07?23;修订日期:2007?01?11 ??基金项目:国家自然科学基金:DEM地形分析尺度效应与机理(40571120) ??作者简介:刘学军(1965?),男,博士,教授,博士生导师。主要研究方向:DEM及其地形分析,空间分析,空间数据不确定性等。E?mail:******@njnu?论DEM地形分析中的尺度问题刘学军,卢华兴,仁?政,任志峰(南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,南京210046) 摘要:DEM及其地形分析具有强烈的尺度依赖特征。本文以黄高原地区的研究为例,结合地学建模和地学模拟的需求,重点讨论DEM地形分析中的尺度问题。文中从DEM建立与应用出发,首先建立了DEM地形分析中的尺度概念体系,剖析了各类尺度之间的关系,其次讨论了尺度所引起的各种地形分析效应问题,最后探讨了DEM地形分析中的尺度转换类型和方法。关键词:DEM;数字地形分析;尺度;尺度效应;尺度反演文章编号:1000?0585(2007)03?0433?10 1?引言??近年来,随着人类活动对全球环境变化影响的加剧,全球尺度和区域尺度的研究越来越受到重视,尺度效应和尺度转换成为在局部、区域、全球环境分析和建模中的主要研究内容。而地形作为活跃的地理环境组成要素之一,对其他要素和整体环境特征有着重要影响。地形表达和基于地形的各种地学分析与模拟具有很强的尺度依赖性,数字高程模型(DEM)作为区域地形表面的主要数字化表达方式,其尺度问题尤为重要。??长期以来,对DEM及其地形分析中的尺度研究是DEM相关应用领域的研究重点。以往对DEM尺度特征的研究主要集中在数据组织和数据精度层面,前者如多尺度DEM 数据组织、表达及其应用,包括用金字塔、四叉树等技术组织和管理多尺度DEM的数据[1],基于LOD模型的地形简化与可视化[2,3],运用小波变换、分形等等方法实现基于 DEM的地形地貌自动综合和DEM的尺度转换[4,5]、DEM数据压缩[6]等方面;后者则重点研究DEM尺度所引起的不确定性问题,包括DEM尺度对地形表达的精度影响研究[7,8] 和DEM分辨率对地形分析、地学模型的影响分析等[9~15]。??在当今不同比例尺、不同分辨率、不同精度的DEM共同存在的格局下,基于DEM 的地学建模、地学过程模拟和分析成为DEM应用与研究的基本特征,尺度问题是急需解决的核心问题,这不但是DEM和地学模型在集成上的根本保证,也是DEM数据推广和应用的关键。本文在作者长期从事数字高程模型、数字地形分析的研究基础上,以黄土高原DEM构建与地形分析为例,并考虑当前国内外的研究现状,试图构建DEM及其地形分析中的尺度框架,剖析DEM与地形分析中的尺度效应问题,探索DEM地形分析中的尺度反演方法。旨在通过DEM尺度与尺度效应的分析与思考,抛砖引玉,进一步促进对 434 ??地??理??研??究 26卷 DEM及其地形分析尺度的研究,为不同尺度DEM的应用研究奠定基础,也希望为地学尺度问题的分析和研究提供可借鉴的理论和方法。图1?DEM建模分析流程与相应尺度 Fig?1ProcessesofDEMmodelingandcorres