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小班是森林中林学特征基本一致、具有相同的经营目的、要求采用相同经营措施的地段,是森林资源调查的最基本的单位。森林资源二类调查应落实到小班。小班调查就是按小班范围进行调查,其调查项目主要分为地况调查和林况调查,基于小班的地况的调查包括海拔、坡度、坡向、地貌、坡位五个因子。小班地形因子的调查要反映小班单位的整体的地形特征。作为直接和间接影响森林生长、分布、经营管理模式的地况调查是森林资源二类调查的主要内容。目前野外测量、估测或是室内地形图判读的调查方式不仅浪费人力、物力、财力,而且精度方面远远不能满足森林集约化经营管理的目的。DEM作为数字化的地形图,不仅承载了高程数值的显式信息,另外还具有丰富的隐含信息。随着国家级数字地形模型数据库的建立和计算机的广泛应用,使地形因子的定量分析进入了一个崭新的发展阶段。
针对目前基于DEM的小班地形因子计算方法缺乏,或者出现的方法存在诸多的不足等问题,本文针对小班图斑的空间连续、形状差异以及内部分异的特点,模拟人到实地调查的方式,以GIS、地理学等学科的原理为基础,应用数学分析、数理统计、向量统计、比较分析以及通过理论分析与实验结合的研究方法,开展基于1:50000DEM的的小班单元的地形因子计算的应用实验。
通过研究:提出了反映小班整体特点的八方向反距离加权统计的方法;应用矢量统计原理提出了小班坡向的统计方法;根据水流模型提出了小尺度山地地貌划分的约束出水点方法,实现了小班地貌的计算;根据划分的山体,利用水流模型,计算了坡位指数,然后使用分类方法实现了小班坡位的计算;通过aml语言编程实现了小班海拔、坡度、坡向的自动计算和小班地貌、坡位的半自动计算。
实验结果显示,小班坡向的矢量统计方法符合客观原理,结果能真实的反映小班整体的方向,八方向反距离加权统计方法在小班海拔、坡度、坡向的计算中能很好反映小班的空间整体特性,并且描述精度更高,可以应用在森林资源调查中。约束出水点的山体划分方法能很好的按照山体的自然脉络区划出山体。小班整体单元的地貌、坡位的分类判断的尝试性研究结果与实地调查的的情况相符,可以应用到实际的森林资源调查中。