[发明专利]一种基于SRTM的坡长提取方法

说明书

本发明提出了一种基于SRTM的坡长提取方法，通过建立地理坐标下栅格模型，从该模型中直接推导出SRTM栅格边长的计算方式。计算坡长时考虑坡度截断、河网截断影响，使结果尽可能符合实际情况，最后使用正反遍历计算SRTM的累计坡长。与传统方法相比，本方法不再经过投影坐标变换，从而提高坡长的提取效率；同时也能保证原始数据的精度不下降，坡长提取结果相对精确，坡长结果与现有的DEM计算结果对比显示，坡长差值范围集中，具有规律性。

技术领域

本发明涉及侵蚀学、地理学、计算机科学交叉的数字地形分析技术，具体涉及一种基于SRTM的坡长提取方法，设计并且实现基于SRTM地理坐标下坡长的提取方法。

背景技术

坡长是水土保持、土壤侵蚀等研究的重要影响因子。在USLE中将坡长定义为坡面漫流的起点到径流被截断或者流路中断的水平距离。在以下两种情况下被终止(截断)：(1)坡度变缓以致发生沉积时，称为坡度截断(Slope Cutoff Factor，SCF)；(2)明显的河网处，称为河网截断因子(Chanel Networks Cutoff Factor CNCF)。在坡面尺度，通常坡度和坡长可实际测量得到。在流域或者区域土壤侵蚀评价中，坡长通常通过DEM(DigitalElevation Model)进行提取。

SRTM(shuttle radar topography mission,SRTM)数据是指美国“奋进号”航天飞机上的干涉成像雷达系统在全球性作业中,获得了地球纬度范围在60°N至56°S间，面积超过1.19×108km,覆盖陆地表面80％面积的三维雷达数据。其整套数据是以geotif作为基本格式、以1弧度栅格数据作为基本单位存储的。随着侵蚀研究尺度的不断增大，大洲尺度，甚至全球范围的侵蚀估算成为研究的必须。通常使用SRTM数据进行提取，但是基于该数据的坡长直接提取方法尚不成熟。

目前基于SRTM的坡长提取方法主要通过格式转换和投影变换到平面坐标，再以DEM数据的提取方法进行坡长提取，提取坡长的方法相当繁杂，提取效率非常低；在进行坐标变换过程中会使原始数据的精度降低，提取结果误差相对也会增大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于SRTM的坡长提取方法，解决现有技术中不能用SRTM数据直接提取坡长的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种基于SRTM的坡长提取方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤1：存储SRTM数据的头信息，同时获取SRTM数据中每一个栅格的坡度值和流向；

步骤2：计算栅格单元坡长值；

步骤2.1：遍历所有栅格，判断当前栅格是否是无值点：若是无值点：则设置该栅格的单元坡长值为0，进入下一个栅格的判断；若是非无值点，执行步骤2.2；

步骤2.2：根据步骤1获取的栅格流向，若流向为东西方向，该当前栅格的单元坡长为LONG；若流向为南北方向，该当前栅格的单元坡长为LAT；若流向为东南、西南、东北、西北中的任意一种，则该当前栅格的单元坡长为diagCellSize；

其中，LAT＝2π×6371000·cellsize/360；

LONG＝LAT·cosθ，θ为当前栅格中任意一点与地球球心连线与赤道的夹角；

步骤2.3：遍历所有栅格，得到每一个栅格的单元坡长值；

步骤3：计算栅格初始坡长值；

步骤3.1：判断当前栅格是否截断，若为不截断，则当前格栅初始坡长值等于单元坡长值；若为截断，则当前栅格的初始坡长值为单元坡长值的一半；