DEM系列教程 | 基于DEM的坡度分析，辅助水土保持规划

地图小哥 · 发表于 2019-7-13 10:27

本帖最后由地图小哥于 2019-10-16 10:11 编辑

坡度对水土保持规划设计具有决定性的作用，是土地利用规划和治理措施配置首先要考虑的因素。如何利用DEM对坡度进行分析？

DEM数据直接在免费软件LSV（图新地球桌面端）里就可以下载，软件自带谷歌地形、SRTM3（90米）、ASTER（30米）、ALOS（12米）、ETOPO（1.8千米含海底）等多种地形数据。

点击菜单栏“下载”，选择所需DEM，可以绘制矩形、多边形或者选择任意面范围下载。

下图是在LSV中下载的DEM数据加载到ArcGIS中的效果，还可以叠加该地区的高清影像（也可通过LSV免费下载）：

接下来进行坡度分析，找到ArcToolbox工具》3D Analyst工具》栅格表面》坡度功能：

弹出了坡度分析对话框，输入栅格地形数据，选择输出路径，输出单位默认DEGREE就好：

前两项很常规，重点是这个z因子，当输入了栅格后，z因子会弹出警告。ArcGIS所给出的帮助里这样解释z因子：

z 因子是一种转换因子，当垂直（或高程）单位与输入表面的水平坐标 (x,y) 单位不同时，可使用 z 因子调整垂直（或高程）单位的测量单位。

z 单位与输入表面的 x,y 单位不同时，可使用 z 因子调整 z 单位的测量单位。计算最终输出表面时，将用 z 因子乘以输入表面的 z 值。如果 x,y 单位和 z 单位采用相同的测量单位，则 z 因子为 1。这是默认值。

下面是如何确认z因子的方法说明：

当输入的栅格数据是球面坐标系时，z因子的正确使用尤为重要，其采用的十进制较多。如果输入表面栅格不再投影坐标系中，则从山体阴影中得到的输出看起来通常会很奇怪。这是由于在水平地面单位与高程z单位之间的测量存在差异。

由于经度的长度随着纬度而变化，因此需要为该纬度指定一个适当的z因子。如果x，y单位是十进制而z单位是米，则一些适用于特殊纬度的适当z因子如下表：

Latitude（纬度）单位：度	Z-factor（Z因子）
0	0.00000898
10	0.00000912
20	0.00000956
30	0.00001036
40	0.00001171
50	0.00001395
60	0.00001792
70	0.00002619
80	0.00005156

LSV所下载影像和地形数据默认的就是投影坐标系wgs84，正好符合上表的要求，对比上面的表格，本文实验中的影像区域纬度是30度左右，所以选择30度对应的z因子。

参数输入完毕，开始进行坡度分析。稍等片刻，分析完毕。结果如下图：

从绿色到红色渐变，坡度越来越大。那么坡度到底有什么意义和作用呢？

1984年中国农业区划委员会颁发《土地利用现状调查技术规程》对耕地坡度分为五级：即≤2°、2°～6°、6°～15°、15°～25°、>25°。地面坡度的不同级别，对耕地利用的影响不同。

≤2°一般无水土流失现象；2°～6°可发生轻度土壤侵蚀，需注意水土保持；6°～15°可发生中度水土流失，应采取修筑梯田、等高种植等措施，加强水土保持；15°～25°水土流失严重，必须采取工程、生物等综合措施防治水土流失；>25°为《水土保持法》规定的开荒限制坡度，即不准开荒种植农作物，已经开垦为耕地的，要逐步退耕还林还草。