基于傅里叶变换的谷间距特征信息提取及其影响因素研究

作     者：蔡顺 耿豪鹏 郑炜珊 潘保田 CAI Shun;GENG Haopeng;ZHENG Weishan;PAN Baotian

作者机构：兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室兰州730000 

出 版 物：《地球信息科学学报》 (Journal of Geo-information Science)

年 卷 期：2020年第22卷第3期

页      面：399-409页

核心收录：

学科分类：081603[工学-地图制图学与地理信息工程] 081802[工学-地球探测与信息技术] 07[理学] 08[工学] 070503[理学-地图学与地理信息系统] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0705[理学-地理学] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41730637、41571003、41971001) 

主　　题：数字地表模型 谷间距 傅里叶变换 频谱分析 无人机 数字地形分析 黄土高原 河西走廊 

摘      要：谷间距(Valley Spacing)是描述相邻沟谷距离的特征参数,它能较好地反映沟谷的次序等级和空间分布特征。本研究以黑河正义峡和兰州大岭岘2个样区为例,利用ArcGIS软件,将无人机测绘获取的0.12 m分辨率地表高程数据通过重采样生成不同分辨率的数字地表模型。通过MATLAB软件,将不同分辨率、不同空间域的数字地表模型作为二维空间域信号进行傅里叶变换。通过傅里叶变换及频谱分析研究地形的频谱特征与地表谷间距之间的转换关系。分析结果显示:①当区域内只有一级沟谷时,频谱中谷间距特征信号的有效提取要求地形分辨率至少优于1/5谷间距,分辨率的粗略化则直接影响着地形频谱中谷间距特征信号的识别,但是分析空间域对频谱谷间距特征信号的捕获影响较小;②当区域内有多级沟谷时,分辨率优于1/3谷间距时即可有效提取到该级沟谷的谷间距特征信号,分辨率的粗略化和空间域的增大都会使得频谱中较低序次等级沟谷的谷间距特征信号减弱,而较高序次等级沟谷的谷间距特征信号增强。