基于条件随机模拟的DEM误差分析-中国科学院地理科学与资源研究.PDF

第 11卷 第 5期 地 球 信 息 科 学 学 报 Vol11, No5 2009年 10 月 JOURNAL OF GEO IN FORMA TION SC IENCE O ct, 2009 基于条件随机模拟的 D EM 误差分析 　　　　———以董志塬水土流失等级划分为例 陈传法 , 岳天祥 (中国科学院地理科学与资源研究所 , 北京 　100 101) 摘要 : D EM 是对地球表面的模拟和模型化表达 , D EM 不可避免的含有误差 , 且 D EM 误差具有空间可变性和相关 ( ) 性 。常用的 D EM 误差估算模型为中误差 RM SE , 但 RM SE 为全局变量 , 无法反映误差的空间性 。为了克服 RM SE 的缺陷 , 本文采用条件随机模拟实现了 D EM 误差曲面模拟 。通过董志塬水土流失等级划分表明 , D EM 误 差在平坦区域严重影响坡度精度 , 且坡度最大误差变程大于高程最大误差变程 , D EM 误差被放大 ; 使用概率模 型和模糊度模型分析表明 , 大部分网格点水土流失等级划分均受到 D EM 误差影响; 条件随机模型的使用可以让 D EM 用户更加准确的分析和评价 D EM 误差对最终决策的影响 。 关键词 : D EM ; 误差 ; 条件随机模拟 ; 坡度 1　引言 分的不确定性 。 D EM 是地球表面的模拟和模型化表达 , D EM 2　条件随机模拟 D EM 可以通过对采样点内插完成 [ 1 ] 。D EM 对地形的逼 近程度取决于原始地形采样点的质量和分布 、地 2 1　试验数据 形粗糙程度 、网格分辨率等 [ 2 ] , 因此 , D EM 中不 甘肃省董志塬为世界第一塬 , 但随着人类活 可避免的含有误差 [ 3 ] 。D EM 误差严重影响派生产 动加剧等原因 , 导致水土流失严重 , 对此 , 庆阳 品的精度 , 导致分析结果出现错误甚至失效 [ 4 - 5 ] 。 市水土保持局进行了野外调查研究 , 开展了董志 常用的 D EM 误差估算模 型为 中误差 ( Root 塬的治理规划 : 即将董志塬等高距为 5m , 比例尺 M ean Square Error, RM SE) [ 6 ] , 但 RM SE 只能从整 为 1 ∶5000 , 197 幅地形图扫描后 , 为降低工作量 , 体意义上描述模拟值与真实值的偏离程度 , 没有 每间隔 25m 矢量化一条等高线 , 并将所有矢量化 空间意义 [ 7 ] 。尽管 Mon te Carlo 方法能够实现误差 等高线作 为 数 据 源 , 采 用 高精 度 曲面 建 模 方 的空间可变性 , 借助空间点的随机交换实现空间 法 [ 12 - 13 ] 构建了董志塬 DEM , 为水土流失等级划分 相关性 , 但是 , 它并没有从本质上解决误差空间 提供数据基础 。水土流失等级划分以坡度作为标准 , [ 8 ] (