[发明专利]一种自然地表特征表征方法

权利要求书

1.一种自然地表特征表征方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定要进行自然地表特征评价与表征的空间范围和统计单元；

步骤2：从地理国情普查或监测数据集中读取计算范围内地理国情普查的10米空间分辨率数字高程模型(DEM)数据；其中，DEM以栅格像元的方式进行存储，每个栅格像元表示10米*10米的一个空间位置，栅格像元的灰度值表示了该位置的高程(海拔)；遍历计算范围内的所有统计单元，依次计算各统计单元的地形指数(TI)；其中，地形指数用于综合刻画和反映统计单元内的自然地形条件和特征；

步骤3：遍历计算范围内的所有统计单元，依次计算各统计单元的地貌指数(FI)；

步骤4：遍历范围内的所有统计单元，依次计算各统计单元的地表覆盖指数(CI)；

步骤5：在步骤2、步骤3、步骤4计算结果的基础上，遍历计算范围内的所有统计单元，计算所有统计单元的自然地表指数(LI)以综合评估区域自然地理国情综合条件对于生产、生活和生态环境保护的优势；

步骤6：遍历区域内的所有统计单元，从斑块格局、类型格局和区域总体格局三个不同层次，依次提取各统计单元的自然地理国情要素的空间格局分布特征。

2.根据权利要求1所述的自然地表特征表征方法，其特征在于：步骤1中所述的空间范围是指县及县级以上的行政区或特定的流域、城市圈、城市群、经济带类在地域空间上连片的、封闭的一个区域；所述的统计单元包括标准网格单元和行政区划单元，是地理国情评价与表征的基本单位。

3.根据权利要求1所述的自然地表特征表征方法，其特征在于：步骤2中所述的地形指数(TI)的计算方法包括以下子步骤：

步骤2.1：利用地理信息技术(GIS)，将各个统计单元和区域DEM空间叠置，获取落在各统计单元多边形内的DEM像元集；在此基础上统计出每个统计单元内栅格像元集的最大值Emax，最小值Emin，平均值Eavg；

步骤2.2：利用地理信息技术(GIS)，将各个统计单元和区域DEM叠置，计算各统计单元的平面投影面积Ap及其在DEM上的表面面积As；

步骤2.3：计算统计单元内的地形起伏度TA，宏观反映统计单元内的自然地形高低起伏程度，其中地形起伏度的计算公式为:TA＝Emax-Emin；

步骤2.4：计算统计单元内的地表粗糙度TR，宏观反映统计单元内的自然地表粗糙程度，其中地表粗糙度的计算公式为：TR＝As/Ap；

步骤2.5：计算统计单元内的地表切割深度TP，直观反映统计单元内地表被侵蚀切割的情况，并对这一地学现象进行了量化，其计算公式为TP＝Eavg-Emin；

步骤2.6：对区域内各个单元的Eavg、TA、TR和TP进行标准化，使各项指标的值的取值区间在1-100之间；各项指标的标准化的方法分别为：

fu=(1-tuT)×100;]]>

其中：f_u为统计单元u标准化后的指标值，t_u为统计单元u标准化前的原始指标值，T为该项指标在统计范围内各单元的最大值；

步骤2.7：计算各统计单元内的地形指数TI，综合反映统计单元内的自然地形特征；对于任意统计单元u的地形指数TI计算公式为：

TI＝W1×f_ele+W2×f_TA+W3×f_TR+W4×f_TP；

其中W1～W4分别对应平均高程、地形起伏度、地表粗糙度和地表切割深度指标的权重，取值范围为(0-100)；f_ele为经过标准化后的统计单元u的平均高程指标值；f_TA为经过标准化后的统计单元u的地形起伏度指标值；f_TR为经过标准化后的统计单元u的地表粗糙度指标值；f_TP为经过标准化后的统计单元u的地表切割深度指标值。