Automated analysis and classification of landforms using high-resolution digital elevation data: applications and issues

Abstract This paper describes recent efforts to use fine spatial resolution digital elevation model (DEM) data, including, but not limited to, lidar DEM data, for automated analysis and classification of geomorphic and hydrologic terrain features. The example applications presented are based on a 3-m horizontal resolution lidar DEM for a 6 km by 8 km agricultural watershed in Alberta and on a similar 5-m horizontal resolution conventional DEM for two forested areas of 14 km by 12 km in the Cariboo Forest Region of British Columbia. The applications illustrate efforts to produce meaningful classifications of ecological and landform spatial entities and to automatically extract hydrological spatial entities required for input into the WEPP water erosion model. Fine spatial resolution DEMs present some unique problems for which solutions are still lacking or are insufficient. Errors of apparently minor extent or degree can seriously affect some forms of analysis, especially analyses that involve hydrological calculations of paths of surface water flow. A need is recognized for improved methods and tools for interpolating and editing fine spatial resolution DEMs to remove or reduce localized errors. Cet article décrit les efforts récents réalisés dans l'utilisation des données de MNE à fine résolution, incluant les données de MNE lidar sans exclure les autres, pour l'analyse et la classification automatisées des formes géomorphique et hydrologique de terrain. Les exemples d'application présentés sont basés sur un MNE lidar d'une résolution horizontale de 3 m pour un bassin versant agricole de 6 km par 8 km en Alberta et sur un MNE conventionnel d'un résolution similaire de 5 m pour deux zones forestières de 14 km par 12 km dans la région de la forêt de Cariboo, en Colombie-Britannique. Ces applications illustrent les efforts réalisés pour produire des classifications valides d'entités spatiales écologiques et de formes et pour l'extraction automatique d'entités spatiales hydrologiques nécessaires comme données d'entrée dans le modèle d'érosion hydrique WEPP. Les MNE à fine résolution spatiale présentent des problèmes uniques pour lesquels des solutions manquent toujours ou sont insuffisantes. Des erreurs, apparemment de faible envergure ou amplitude, peuvent affecter sérieusement certaines formes d'analyse, spécialement les analyses impliquant des calculs hydrologiques de chemins d'eau de surface. On reconnaît le bien-fondé d'apporter des améliorations aux méthodes et aux outils actuels d'interpolation et d'édition des MNE à fine résolution spatiale pour éliminer ou réduire les erreurs localisées.Traduit par la Rédaction