地形因子分类整合方案
《黄土高原数字地形分析探索与实践》
1. 根据描述尺度范围的地形因子分类整合方案
微观：描述一个微分点单元的信息，其量值大小一般只受它所在点的点位高程及微小邻域范围内高程信息的影响。微观地形因子具有空间矢量特征。基于DEM的微观地形因子提取，通常采用基于空间矢量分析原理的差分计算方法。
宏观：描述的空间范围一般都是一个区域，或者说把一个分析窗口直接看做一个整体，分析该曲面和水平面之间，或它对应的最佳拟合坡面之间的复合特征。其量值大小不仅受它所在点的点位高程影响，而且还有分析窗口内的所哟高程点信息密切相关。基于DEM的宏观地形因子提取，一般通过移动分析窗口的方法，或采用数理统计方法实现。
| 类型 | 地形因子 | |
|---|---|---|
| 微观地形因子 | 高程、高差、坡度、坡向、曲率、平距、坡度变率、地形指数、累积流量、上坡坡度、上坡坡长、散水坡长、径流长度、变差系数、变异系数、凹凸系数、粗糙度 | |
| 宏观地形因子 | 坡面尺度 | 坡形、坡位、坡长、形状指数、特征参数、坡面高度、倾斜度、倾斜方向、延伸方向、面积、表面积、体积、分维数 |
| 流域尺度 | 形态要素、紧度系数、圆度、狭长度、曲度、拉长度、不对称系数、河网密度、水系发展系数、不均匀系数、上坡面积、散水坡度、散水面积、流域坡度、流域长度、流域面积、单位汇水面积、最大最小汇水（分水）面积、地形起伏度、地表粗糙度、地表切割深度、高程变异系数、沟壑密度、坡谱、面积高程曲线、平均高程、平均高程差、高程标准差、高程变幅、高程偏差、高程百分位、相对高程百分位、面积、表面积、体积、分维数、分枝比 | |
| 区域尺度 | 地形起伏度、地表粗糙度、地表切割深度、高程变异系数、沟壑密度、坡谱、面积高程曲线、平均高程、平均高程差、高程标准差、高程变幅、高程偏差、高程百分位、相对高程百分位、面积、表面积、体积、分维数、地形纹理等 | |
2. 根据计算方法的地形因子分类整合方案
基本：可由高程数据直接计算得到，具有明确的数学表达式和物理定义。一般在格网DEM的局部范围内通过差分或曲面拟合技术实现，结果均为具有实际物理意义和量纲的量，可以通过实地或地形图的量测而直接检验。
| 类型 | 地形因子 | |
|---|---|---|
| 基本地形因子 | 高程、高差、坡度、坡向、曲率、平距、坡度变率、坡向变率、地形指数、面积、表面积、体积、坡形、坡位、坡长、形状指数、特征参数、形态要素、紧度系数、圆度、狭长度、曲度、拉长度、不对称系数、不均匀系数、上坡面积、散水坡度、散水面积、流域坡度、流域长度、流域面积、单位汇水面积、最大最小汇水（分水）面积、分维数等 | |
| 特征地形因子 | 特征点 | 凸点、凹点、山脊点、山谷点、平地点、交线点、径流结点 |
| 特征线 | 山脊线、山谷线、沟沿线、海岸线、断层线、昴边线、坡脚线、排水网络 | |
| 特征面 | 分水山肩、汇水山肩、分水背坡、汇水背坡、分水坡麓、汇水坡麓、洼地、流域、纵断面、横断面、可视区等 | |
| 统计 | 平均高程、平均高程差、高程标准差、高程变幅、高程偏差、高程百分位、相对高程百分位、平均方向、合成长度、沟壑密度、河网密度、地形起伏度、地表粗糙度、地表切割深度、高程变异系数、坡谱、面积高程曲线 | |
| 复合 | 地形湿度指数、水流强度指数、输沙能力指数、日照强度指数、遮蔽角 | |
地形曲率因子分类信息表
| 曲率类型 | 名称 | 地学意义 |
|---|---|---|
| 第一类曲率 （与坐标系无关） | 平均曲率CM（Mean Curvature） 非球形曲率CU（Unsphericity Curvature） 最大曲率Cmax（Maximal Curvature） 最小曲率Cmin（Minimal Curvature） 全高斯曲率CG（Total Gaussian Curvature） 全曲率CTol（Total Curvature） | 地表距离平衡态程度 局部地表与球体接近程度 识别山脊线几何要素 识别山谷线几何要素 识别地形因子部位 识别地形因子部位 |
| 第二类曲率 （与高度场相关） | 曲率差CD（Difference Curvature） 剖面曲率CP（Profile Curvature） 等高线曲率CC（Contour Curvature） 剖面曲率差CPE（Profile Curvature Excess） 水平曲率差CHE（Horizontal Curvature Excess） 全环曲率CR（Total Ring Curvature） 全累积曲率CA（Total Accumulation Curvature） 正切曲率CT（Tangential Curvature） 纵向曲率CL（Longitudal Curvature） 断面曲率CS（Cross Section Curvature） 流线曲率CF（Flow-path Curvature） | 比较第一和第二累计机理 第二种物质运动累计机理 地表物质运动的汇合和发散模式 将流水线摆动程度分解成两部分 将流水线摆动程度分解成两部分 流水线摆动程度 地表物质运动累计发散区域 第一种物质运动累计机理 地貌特征识别与提取 地貌特征识别与提取 水流路径摆动程度 |
3. 根据描述主题特征的分类
| 类型 | 地形因子 | ||
|---|---|---|---|
| 形态因子 | 地形点 | 高程、高差、坡度、坡向、曲率、平距、坡度变率、坡向变率、地形指数、凹凸系数 | |
| 地形线 | 长度、延伸方向、曲率、弯曲个数、分维值 | ||
| 地形面 | 平面形态 | 直径、扁率、长轴和短轴长度、弯曲程度、面积、延伸性、形状系数 | |
| 横剖面形态 | 坡形、顶面与坡面、坡面与坡面之间的转折、坡面长度、坡度、高度、对称性、地面宽度 | ||
| 纵剖面形态 | 起伏度、坡降、形状系数 | ||
| 结构因子 | 地形网络、特征点簇、地形图谱、地形纹理、积分统计曲线 | ||