1.一种基于数学向量几何的DEM二阶地形因子计算方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:获得研究区域的栅格DEM数据,从中提取每一地面点的坡度或坡向值;
S2:基于每一坡度或坡向值计算在坡度或坡向极坐标系下每一地面点的坐标向量;
S3:将每一地面点的坐标向量从坡度或坡向极坐标系转换为普通极坐标系;
S4:将每一地面点的坐标向量从普通极坐标系转换为平面直角坐标系;
S5:基于平面直角坐标系中的每一地面点的坐标向量计算东西和南北方向的坡度或坡向变化率;
S6:基于东西和南北方向的坡度或坡向变化率计算二阶地形因子。
2.根据权利要求1所述的DEM二阶地形因子计算方法,其特征在于,步骤S2中,坡度或坡向极坐标系是以正北方向为起始方向且以顺时针为旋转方向;且步骤S2通过式(1)实现:A=(r,α) (1)其中,A为每一地面点的坐标在坡度或坡向极坐标系中的表示,r是栅格DEM数据中栅格单元的大小,α是坡向值。
3.根据权利要求2所述的DEM二阶地形因子计算方法,其特征在于,步骤S3通过式(2)和(3)实现:A′=(r,f(α)) (2)其中,A′为每一地面点的坐标在普通极坐标系中的表示。
4.根据权利要求3所述的DEM二阶地形因子计算方法,其特征在于,步骤S4通过式(4)和(5)实现:A″=(x,y) (4)其中,A″为每一地面点的坐标在平面直角坐标系中的表示,β是A′的旋转角度,且β=f(α)。
5.根据权利要求4所述的DEM二阶地形因子计算方法,其特征在于,步骤S5中,通过式(6)计算东西和南北方向的坡度或坡向变化率:其中,h代表中心栅格单元的坡度或坡向向量,i和j分别代表中心栅格单元的行号和列号,Δx代表东西方向坡度或坡向变化率,Δy代表的是南北方向坡度或坡向变化率。
6.根据权利要求5所述的DEM二阶地形因子计算方法,其特征在于,步骤S6中,通过式(6)计算二阶地形因子:其中,SOS为坡度变率,SOA为坡向变率。