坡度和坡向的表示方法及在arcmap下生成介绍

由于工作因素,近日接触到坡度和坡向这两个东西,虽然上学的时候学过一点点,不过在工作上用到还真是不多,以下将查询到的资料以及一些步骤给大家罗列一下。


(一).先讲定义:

下面这段是从“國立臺灣大學 地理環境資源學系”copy来的:
关于概念的介绍,百度上也有,不过内容一样,不知道是谁先谁后了,但我认为台湾同行们应该不会来查百度百科完善他们资料库吧。

http://lab.geog.ntu.edu.tw/course/mapip/%A9Y%AB%D7%A9M%A9Y%A6V(week%209).doc

坡:为地形组成的基本单位,有坡度和坡向两项基本特性。

坡单元:将水系、谷线和稜线延长相接则形成不同的封闭区,再依其坡度或坡向之不同,可再细分成具有相同坡度和坡向的均质区,称之為「坡单元」,或「地形单元」。

坡度:地面倾斜的程度。
1.    影响到地区的稳定度及水流速度;
2.    坡度的缓急可以从等高线的疏密程度判知;
(1)    等高线较疏的地区,地势较平坦;
(2)    等高线较密集的地区,则地势较陡峭;
(3)    当许多等高线密集在一起时,则表示该地為悬崖峭壁。
3.    等高线出现疏密之形状与坡度的关系,基本上有下列三种型态:
(1)    均夷坡:等高线间隔均等,表示有相同的坡度;
(2)    凸坡:等高线在低处较密,往高处则渐疏;
(3)    凹坡:与凸坡相反,等高线在较低处较疏,往高处渐密。
(4)    坡型:    根据水平和垂直的变化,所有的坡可区分成九种类型。
4. 坡度的量测:
  坡度的表示方法有百分比法、度数法、密位法和分数法四种,其中以百分比法和度数法较為常用。
(1) 百分比法
  表示坡度最為常用的方法,即两点的高程差与其水平距离的百分比,其计算公式如下:

坡度 = (高程差/水平距离)x100%

(2) 度数法
   用度数来表示坡度,利用反三角函数计算而得,其公式如下:

  tanα(坡度)= 高程差/水平距离

所以α(坡度)= tan-1 (高程差/水平距离)

5. 坡度尺:依不同比例尺所绘出之圆滑曲线,可直接量测数条等高线间距而读出其平均坡度。

坡向:为水流方向,与等高线垂直,影响到日照、迎风或背风、温度和降雨等的不同。一般区分成八向位:可计算一区域不同方坡向之所佔面积或出现之频率。


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下面是百度百科上的内容:

坡度(slope)是地表单元陡缓的程度,通常把坡面的铅直高度h和水平宽度l的比叫做坡度(或叫做坡比)用字母i表示。
  坡度的表示方法有百分比法、度数法、密位法和分数法四种,其中以百分比法和度数法较为常用。
  (1) 百分比法
  表示坡度最为常用的方法,即两点的高程差与其水平距离的百分比,其计算公式如下:坡度 = (高程差/水平距离)x100%
  使用百分比表示时,
  即:i=h/l×100%
  例如:坡度3% 是指水平距离每100米,垂直方向上升(下降)3米 ;1%是指水平距离每100米,垂直方向上升(下降)1米 。以次类推!
  (2) 度数法
  用度数来表示坡度,利用反三角函数计算而得,其公式如下:
  tanα(坡度)= 高程差/水平距离
  所以α(坡度)= tan-1 (高程差/水平距离)
  不同角度的正切及正弦坡度
  角度 正切 正弦
  0° 0% 0%
  5° 9% 9%
  10° 18% 17%
  30° 58% 50%
  45° 100% 71%
  60° 173% 87%
  90° ∞ 100%
  例题:
  一个斜坡的坡度i=1:2,若某人沿斜坡往上行进100米,则他的高度将上升多少米.
  解:因为坡度——通常把坡面的铅直高度h和水平宽度l的比叫做坡度(或叫做坡比)用字母i表示。通常使用百分比表示。
  那么,就有:高度上升为:X²+(2X)²=100²
  5X²=100²
  X√5=100
  X=100/√5 因为√5=√5/√5*√5
  X=20√5
  简化为:100*√5/5=20√5米.
  其实坡度简单的讲就是一个直角邻角(地面的角)的TAN值.
  国际地理学会地貌调查和野外制图专业委员会将坡度分为7级: 0-2°平原至微倾斜坡,2-5°缓倾斜坡,5-15°斜坡,15-25° 陡坡,25-35° 急坡,35-55° 急陡坡,>55°垂直坡
  中国大陆规定>25°不能耕种
  西北黄土高原地区15°和25°分别为坡面流水面状侵蚀的下限和上限临界坡角。



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坡向

  坡向定义为坡面法线在水平面上的投影的方向
  补充:坡度为斜面的倾角的正切值, 假设为AO/OB, 那么AB为斜边, AB 在水平面的投影的方位角就是坡向 (0-360)
  坡向对生物的影响
  坡向对于山地生态有着较大的作用。山地的方位对日照时数和太阳辐射强度有影响。辐射收入南坡最多,其次为东南坡和西南坡,再次为东坡与西坡及东北坡和西北坡,最少为北坡。
  向光坡(阳坡或南坡)和背光坡(阴坡或北坡)之间温度或植被的差异常常是很大的。南坡或西南坡最暖和,而北坡或东北坡最寒冷,同一高度的极端温差竟达3~4℃。在南坡森林上界比北坡高100~200m。永久雪线的下限因地而异,在南坡可抬高150~500m之间。东坡与西坡的温度差异在南坡与北坡之间。
  坡向对降水的影响也很明显。由于一山之隔,降水量可相差几倍。来自西南的暖湿气流在南北或偏南北走向山脉的西坡和西南坡形成大量降水;东南暖湿气流在东坡和东南坡造成丰富的降水。
  由于光照、温度、雨量、风速、土壤质地等因子的综合作用,坡向能够对植物发生影响,从而引起植物和环境的生态关系发生变化。最典型的例子是我国四川省二郎山,山体的东坡上,分布着湿润的常绿阔叶林;山脊的西坡上,则分布着干燥的草坡,不但任何树木不能生长,灌丛植物也很少见。同是一个山体的坡面上,东西两面具有截然不同的植被类型,这是由于从东向西运行的潮湿气流,在东坡底部开始上升,随着海拔的逐步提高,气温逐步降低,把空气中大量的水汽丢失在东坡的坡面上,使东坡非常潮湿,形成湿润的常绿阔叶林。当气流运行到山脊顶部时,已成为又干又冷的空气。这种干冷的空气,本来缺水已经到了极点,再由山脊开始顺着西坡向下运行时,随着海拔逐步降低,温度逐步增高,干热空气不但本身缺水不能向坡面上放出水分,而且反过来从坡面上吸收水分,因而使西坡更加缺水于旱。因此,西坡面只能分布着干燥的草地植被类型。

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[本日志由 tangc 于 2010-01-21 09:47 AM 编辑]
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