基于深度学习与融合地形特征的黄土陷穴面向对象提取方法

黄土陷穴作为黄土高原地区一种特殊的地貌类型及地质灾害,其研究对指导黄土地区水土保持与工程建设工作具有重要意义。现阶段对陷穴的研究多基于传统野外调查,该方式成本高、效率低。为此,该研究开展面向对象与卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）相结合的黄土陷穴自动化提取方法研究,并讨论融合地形特征对CNN模型提取精度的影响。研究选取黄土陷穴发育的典型区域,基于WorldView3遥感数据与ALOS高程数据,通过莫兰指数与灰度共生矩阵熵值确定影像的分割尺度,以面向对象的方式提取黄土陷穴的光谱、形状、纹理以及地形特征,制作融合地形特征与未融合地形特征的两类训练样本,进而训练两种CNN模型对同一区域内黄土陷穴进行提取,根据精确率、召回率以及F1分数评价模型的提取精度、分析对比两种CNN模型的提取结果,并建立支持向量机（Support Vector Machine,SVM）模型与CNN模型进行比较。研究结果表明,融合地形特征进行训练的CNN模型精确率达94.62%,召回率达86.27%、F1分数达90.26%,综合提取性能最好,相较于未融合地形特征训练的CNN模型,黄土陷穴的错分量大大减少,精确率提升18.10个百分点,F1分数提升9.15个百分点;两种CNN模型F1分数均达80%以上,比SVM模型分别高出6.94个百分点,16.09个百分点,提取结果均优于SVM模型;综上,融合地形特征的CNN模型可快速、精确地提取黄土陷穴,从而为黄土地区陷穴防治工作提供支持。     

陕北黄土区切沟内陷穴发育特征研究

通过对陕北黄土区六道沟流域切沟内陷穴进行调查和统计分析,探讨陷穴的发育形态、分布特征及其影响因素。结果表明:陷穴主要形态类型有浅碟形、漏斗形、竖井状以及葫芦状,其断面形态接近于圆形或椭圆形,陷穴形态规模相对偏小,处于成熟期的比例达72.8%;陷穴长轴、短轴和深度之间均具有显著的正相关关系,其中长轴和短轴之间具有较好的线性关系;陷穴主要发育位置为沟道中上游及支沟沟头处,多与黄土桥和跌水相伴而生;切沟为陷穴的形成和发育提供了条件,陷穴亦可促进切沟进一步发展。上述结果完善了切沟内陷穴的发生发育特点和空间分布特征,为深入认识陷穴侵蚀机理,进一步研究陷穴侵蚀状况、陷穴与切沟发育关系以及区域水土流失治理等提供了基础。     

基于元胞自动机的黄土小流域地形演变模拟

黄土高原以沟沿线为基准分为正地形和负地形2种基本的地貌形态,黄土小流域正负地形演变是黄土高原地貌形态发育的缩影。该文采用元胞自动机建模方法,对人工降雨条件下室内黄土小流域正负地形的动态演变过程进行建模与模拟。试验使用近景摄影测量方法监测小流域发育过程,处理获得10mm分辨率的数字高程模型。模拟迭代过程逼真地刻画了黄土负地形区向正地形区不断蚕食的动态演化过程,并能反映出非常重要的黄土陷穴现象的发生。模拟结果在数量上和空间分布上都取得了较好的模拟效果。研究认为元胞自动机建模方法可以用来模拟黄土小流域的正负地形演变,有助于揭示黄土地形演化机制。     

黄土喀斯特工程地质问题对治沟骨干工程的影响

黄河中游沉积的第三纪、第四纪黄土,由于湿陷、冻融、地下水溶蚀和地表径流冲刷等作用,产生大量落水洞、陷落坑和黄土桥、黄土柱等。这种地质地貌景观,与石灰岩区的喀斯特类似,故称黄土喀斯特。修建树梓沟骨干坝中,因处理岸坡喀斯特暗洞,使总工程量较原设计增加18.27%,总投资增加24.69%。在黄土高原选定治沟骨干工程坝址时,应十分注意黄土喀斯特地质问题。     

湿陷性黄土地云杉喷灌育苗技术

为解决湿陷性黄土分布地区常规浇灌造成土地塌陷而无法育苗的技术难题,在兰州市西固区新城镇青石台村湿陷性黄土地内进行了青海云杉苗木培育试验,通过采取喷灌育苗技术,提高了云杉苗木的质量和育苗经济效益。介绍了喷灌育苗技术在实践中应用的要点及适用范围。     

半干旱黄土丘陵沟壑区沟道侵蚀特征研究

利用遥感、地理信息技术和数理统计方法,选择山西省吕梁市王家沟流域为典型区域,系统分析了半干旱黄土丘陵沟壑区沟道侵蚀特征。研究结果表明:在王家沟流域内共有沟道718条,其中冲沟109条,切沟286条,干沟302条及河沟21条。这4类沟道的发育特征和空间分布特征存在巨大差异;沟道侵蚀是王家沟流域内土壤侵蚀的主要形式,沟道侵蚀面积占总侵蚀面积的56.19%;流域内不同坡度范围内土壤侵蚀强度与沟道类型存在紧密联系。同时,人为因素也对黄土丘陵沟壑区的沟道侵蚀具有重要的影响。     

湿陷性黄土试坑浸水试验中土压力及含水量变化分析

湿陷性是黄土的重要性质之一,湿陷性黄土遇水发生湿陷变形的过程中,黄土土层的土压力及含水量相应的发生一系列变化。通过湿陷性黄土现场试坑浸水试验,利用布设在试坑内及试坑周围埋设的传感器和张力计等监测仪器,对试验过程中黄土土层的土压力及含水量的变化过程做了信息采集记录,分析了其变化方式及规律。研究结果表明,在试验过程中黄土土层的土压力及基质吸力均呈降低趋势;在黄土湿陷变形过程中,沉降或突降的时间点一般是在土层压力最小或接近最小,含水量达到或接近饱和的时段。     

干热河谷区冲沟地貌演化动力机制及其生态治理模式

冲沟侵蚀是干热河谷区一种重要的土壤侵蚀类型。干热河谷区内冲沟分布范围广、沟壑密度大,冲沟侵蚀对当地居民生活生产和工程建设造成威胁。从干热河谷区冲沟形成的环境背景条件入手,论述了干热河谷区冲沟的地貌演化过程和演化过程中的重要因素,从水力侵蚀过程和重力侵蚀过程进行了梳理,探讨了冲沟发育过程中的动力机制,并对干热河谷冲沟发育区生态治理模式的研究成果进行了分析。     

元谋干热河谷冲沟形态特征及其成因

元谋干热河谷冲沟极为发育,发达的冲沟网络不但蚕食耕地,还产生大量泥沙,并加剧面蚀的发育发展,加速土地退化进程.在干热河谷开展冲沟侵蚀研究对于该区经济的可持续发展及江河泥沙的控制意义深远.采用野外实地调查、文献资料综合分析的方法,对元谋干热河谷冲沟形态特征及其成因进行了研究.结果表明:1)元谋干热河谷冲沟具有“沟壁陡立、沟谷深壑、活跃沟头常呈上凸下凹状”等形态特征;2)岩层结构、气候降雨、土壤属性是导致该区冲沟发育的主要原因.在此基础上指出,未来干热河谷冲沟侵蚀研究重点应集中于冲沟形态监测方法、冲沟发育过程及机制、冲沟产沙效应及人类活动对冲沟发育的影响等方面.     

滑坡体上黄土洞穴的发育特征及其成因机制

采用野外调查和室内分析相结合的方法,以定西常家河滑坡区为研究区,在分析黄土滑坡和黄土洞穴区域分布特征的基础上,研究了黄土滑坡和黄土洞穴的地形地貌分布特征以及滑坡体上黄土洞穴的发育特征。研究结果表明,黄土滑坡和黄土洞穴在分布特征上具有一定的相关性,滑坡体上黄土洞穴发育密度明显增大、发育程度增高。研究了滑坡体上黄土洞穴的成因机制,认为黄土滑坡对黄土洞穴发育的影响主要是通过影响黄土土性、节理裂隙、水力条件以及微地形地貌来实现的。研究成果不仅有助于对黄土洞穴成因、发育特征的认识,而且对黄土滑坡的防治具有重要意义。     

黄土喀斯特与水土流失灾害

黄土喀斯特,是黄土受到潜蚀而表现出来的一种地貌景观。这种地貌广泛分布于黄土地区。本文以陕西泾阳县口镇—龙泉黄土覆盖的洪积扇和台原区的黄土喀斯特为研究对象,对黄土喀斯特及其构造基础、黄土灾害地貌及其成因进行了较为深入的研究。文章认为:黄土喀斯特的分布具有一定的区域性;构造节理控制了相应地区的黄土喀斯特地貌形态、展布方向和发育程度,是黄土喀斯特的重要构造基础。文章还对黄土喀斯特的特征及其演化过程进行了系统的阐述,指出了黄土喀斯特给人类生产和生活造成的危害。     

米脂县黄土滑塌分布及其对流域产沙的影响

<正> 土壤重力侵蚀在黄土高原流域产沙中占有很大比重。黄土重力侵蚀主要有滑坡、滑塌、泻溜和崩塌四种方式,其中以滑坡发生规模最大,分布也比较普遍。但是,滑坡并不是经常发生的,而且,由于滑坡产生后土体地貌条件由不稳定变得相对稳定,反而对流域产沙产生抑制作用。因此,如果将重力侵蚀看作影响黄土高原流域产沙的重要因素,那么主要指的应该是黄土滑塌、泻溜和崩塌。本文利用遥感方     

西北黄土区水土流失现状与综合治理对策

通过西北黄土区水土流失与生态安全综合考察,在对该区水土流失现状特点与发展趋势综合分析的基础上,总结水土流失治理的主要经验,提出水土保持与综合治理的目标和对策。根据遥感分析,黄土高原地区2000年土壤侵蚀面积41．9万km^2,占总面积的67．14％,其中水力侵蚀占总面积的52．78％,风力侵蚀占总面积的14．11％。近年来,黄土高原地区土壤侵蚀强度及其面积发生显著变化,强度侵蚀面积显著减少;目前黄土高原地区水土保持措施平均每年可减少入黄泥沙4．1亿-4．5亿t。该区综合治理对策是：以生态安全和经济可持续发展为目标,实现生态、经济及社会效益协调发展;以黄土丘陵区与风沙丘陵区为主,以粗泥沙集中来源区为重点;进一步扩大生态修复规模,加快林草植被建设;加大淤地坝建设力度,加快实施坡改梯工程;加强水土保持科学与技术研究,为治理工程提供有效的科技支撑,建立稳定的投入机制,加大投入力度。     

黄土丘陵区人工造林对不同土壤类型理化特性的影响

传统的观点认为黄土高原地区除了黄绵土以外,其他两种土壤(红黏土和风化岩沫土)由于营养贫瘠不能维持林木生长发育,不宜进行人工造林。为了拓展黄土丘陵区适宜人工造林的土壤范围,1996-2005年,在陕西省延安市黄土丘陵区开展了土壤类型对人工造林影响的实验研究。结果表明,由于人工植被过度消耗土壤水分,黄绵土土壤地类大面积人工造林可能导致土壤水分短缺以及其它潜在的一系列风险。在红黏土和风化岩沫土土壤地类开展人工造林,单一树种的成活率与黄绵土接近、混交林成活率显著高于黄绵土,这两种土壤类型人工造林对土壤水分影响相对较小。因此,在水分条件适中的沟谷两岸,红黏土和风化岩沫土土壤地类具有开展人工造林的良好条件。     

关于生物措施治理黄土高原水土流失的思考

 为加速黄土高原水土流失治理的健康发展,在深入分析黄土高原水土流失治理存在的主要问题,以及生物措施治理黄土高原水土流失作用的基础上,按照黄土高原河谷平原区、黄土丘陵沟壑区、黄土高原沟壑区、鄂尔多斯高原区和土石山区5个类型区,提出以植被建设和保护为核心的生态建设思路和治理对策,同时指出了采取生物措施治理水土流失时需注意的若干问题。     

黄土高原地区黄土裂隙发育特征及其规律研究

黄土中存在大量不同规模、不同成因、不同性质和不同时期的裂隙，不同裂隙之间的互相穿插、切割形成立体的网络裂隙系统。这些裂隙是分割黄土的结构面，是侵蚀土壤、洞穴的优势面，是孕育地质灾害的控制和分离面，是地下水的运移通道和储存场所，对其进行研究具有重要的科学和工程实践意义。本文对黄土裂隙进行了综合分类，系统总结了黄土高原地区自然营力作用下不同黄土裂隙的基本特征和发育规律，认为通常意义的黄土垂直节理主要是由黄土中的一部分不同成因的原生和次后期的垂向裂隙在黄土堆积过程中逐渐“生长”而成的。     

黄土高原土壤干燥化问题探源

以黄土沉积环境的旱化和黄土形成的三种风化类型为切入点 ,通过古今类比分析 ,探究了黄土高原土壤干燥化的黄土地质渊源。其次 ,讨论了土壤干燥化的土壤物理学成因。土壤水分物理特性 ,因受黄土粒度组成的制约而呈现出明显的方向性变化 ,即从西北向东南 ,土壤持水性能渐次增高 ,土壤蒸发性能渐趋降低 ,以田间持水量作为参照状态 ,则会发现黄土高原土壤经常处于水分亏缺状态。土壤干层的形成是干扰和破坏植物演替序列及其土壤水分生态基础造成的后果 ,从而引起土壤干燥化的趋强化发展 ,最后 ,从气侯变化入手 ,对黄土高原土壤干燥化趋势进行了预估