基于DEM数据分割的西南地区地貌形态自动识别研究

西南地区是我国山区分布最集中的区域之一,地貌形态复杂。为了识别西南山区地貌形态,基于ASTERGDEM,以海拔和地势起伏度为地貌类型划分指标,采用数据分割的方法获得了整个西南地区19种地貌类型的分布图,结果表明地貌特征总体比较破碎,其中平原、小起伏低山和小起伏中山3种类型面积较大,超过总面积的42%;同时得出了进行西南地区地势起伏度计算的最佳统计单元大小为2.34 km2,为地貌形态的进一步研究提供了基础。     

基于GIS技术的拉萨市城关区荒漠分类研究

[目的] 尝试在青藏高原县级尺度上对荒漠化区域进行划分,并分析不同荒漠类型的分布特征,为荒漠区划及荒漠化防治工作提供科学依据。[方法] 以西藏自治区拉萨市城关区为例,利用2018年的TM遥感影像,2000—2018年的MODIS影像数据,结合GIS制图技术,通过长期野外调查,探讨高寒区荒漠分类系统。[结果] 在分析荒漠形成主要影响因素的基础上,提出荒漠分类的主要原则和划分指标。利用气候区划、地表物质组成、地貌形态及成因、植被盖度等指标,将拉萨市城关区荒漠划分为2个Ⅰ级类型,7个Ⅱ级类型,18个Ⅲ级类型,31个Ⅳ级类型,并确定各级各类荒漠的面积及空间分布范围。[结论] 确定了高寒区荒漠分类的指标,对城关区的荒漠区域进行分级分类。初步建立了西藏高寒地区的荒漠分类体系,奠定了青藏高原高寒区荒漠分类研究的基础。     

基于DEM的巴山地区地貌区划研究

地貌区划是对地貌形成过程和区域分异特征的综合反映,划分巴山地区的地貌区划,对探究巴山地区地貌格局以及地貌差异具有重要意义。利用ArcGIS 10.2软件,基于分辨率为30 m的ASTER GDEM V3数据,提取了巴山地区的坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、海拔高度、地势起伏度、地表切割深度、地表粗糙度和高程变异系数等地形因子,并通过相关系数矩阵确定最佳地形因子,在此基础上对巴山地区地貌类型和地貌区划进行划分。结果表明:(1)巴山地区地貌区划的最佳地形因子为海拔高度和地势起伏度;(2)巴山地区的地貌类型依据海拔高度划分为低海拔、中海拔,依据地势起伏度划分为平原、台地、丘陵、小起伏山地、中起伏山地;(3)巴山地区的地貌区划划分为2个地貌区、5个地貌亚区和18个地貌小区。区划结果符合巴山的地貌空间分布以及地貌格局差异,能有效地体现巴山地区的地貌特征,对巴山生态环境建设具有指导意义。     

基于DEM数据的地貌分类研究——以西秦岭为例

传统的地貌学分类不仅费时费力,而且很难做到全面、准确、系统、定量。而基于DEM数据的地貌分类省时省力,可以做到标准一致、系统统一、定量准确。但是如何利用DEM数据进行地貌类型的划分,还需要进行一些尝试和探索。西秦岭地区地势起伏较大,地貌类型多样,具有典型代表性,以该区进行地貌类型划分的尝试,可以为今后地貌类型的定量、快速、系统划分提供依据和方法。以90 m×90 m的SRTM3-DEM数据为基础,运用均值变点法求得西秦岭地区地势起伏度的最佳统计分析窗口面积为2.34 km2,并结合实际地貌形态,采用高程和地势起伏度2个指标对该地区地貌形态进行了划分,共划分出14种地貌形态,可以大致与传统的地貌类型相对应,但是其系统性、定量化以及效率却比传统方法大大提高,从而为基于DEM的地貌类型的快速定量系统划分提供了经验与方法。     

基于DEM的甘肃省地貌形态特征分类

[目的]分析微观尺度上的地貌分类指标,为甘肃省的水土流失、地质灾害防治以及农业规划决策提供数据支持。[方法]利用甘肃省DEM数据,通过窗口递增分析、均值变点分析、叠加分析、水系盒维数检验等方法,得到甘肃省地貌形态特征分类试验的最佳分析窗口以及甘肃省地貌形态特征分类结果。[结果](1)利用均值变点分析得到甘肃省DEM分类试验的最佳分析窗口为29×29。(2)根据分类指标体系,结合地表起伏度、地表切割度、地形位置指数(TPI)因子将甘肃省地貌形态分为13类。[结论]提取研究区内5个小流域对得到的甘肃省地貌形态特征分类结果进行了检验,分类结果符合实际情况。构建的甘肃省地貌形态特征的分类指标体系实现了甘肃省地貌形态特征分类试验。     

南方复合地貌区DEM内插算法的对比研究

数字高程模型是数字地形分析的重要数据基础,在土壤、水文、地貌、生态环境、地质灾害、农业等领域均有广泛应用。插值生成的DEM精度与插值算法本身特性、插值区域地貌类型都密切相关,研究插值算法对不同地貌类型的拟合精度差异,对提高DEM插值精度具有重要意义。以平原丘陵兼有、水网密集分布的南方复合地貌区为研究区,对ANUDEM,IDW,Kriging,Spline,NNI,TIN六种插值算法生成的DEM分别从总体、丘陵岗、平原3方面进行误差评价,结果表明:在丘陵岗地区,ANUDEM精度最高,对地形因子拟合程度最为准确;在平原地区,ANUDEM,TIN精度较高,能准确刻画水网等细节信息;总体而言,ANUDEM插值生成的DEM更能够精确地模拟南方复合地貌区的真实地形。     

新疆北疆不同地貌区土壤多样性特征及主要影响因素分析

【目的】从不同地貌区的角度探索新疆北疆地区土壤多样性分布特征，以及不同成土因素对土壤多样性特征的影响程度，为新疆地区土壤保护和农业可持续发展提供科学依据。【方法】引入中国二级地貌区划作为研究区划分依据，通过计算丰富度指数（Pa）、多样性指数（H）、均匀度指数（E）分析北疆地区土壤多样性分布特征；利用地理探测器、种-面积曲线模型，分析不同地貌区的母质、植被、地形地貌、气温和降水对土壤多样性的影响强度。【结果】棕漠土、棕钙土、灰棕漠土为北疆地区主要土壤类型，不同地貌区面积与相应的Pa呈显著正相关；土壤H表现为天山高山盆地>阿尔泰亚高山>准噶尔盆地>新甘蒙丘陵平原，其中新甘蒙丘陵平原土壤多样性、均匀度指数均为最低。北疆地区影响因素分析显示，阿尔泰亚高山的降水、新甘蒙丘陵平原、准噶尔盆地和天山高山盆地的母质是影响土壤多样性的主要因素。【结论】北疆地区土壤沙漠化严重，土壤分布较为零散，各土壤类型面积差别较大，土壤环境和生态系统受到少数几种土壤影响；不同地貌区的母质、植被、地形地貌、气温和降水对土壤多样性的影响强度有所差异，但主要影响因素并未发生明显改变。     

地貌和样点数对耕地土壤有机质插值精度的影响

将湖南省划分为洞庭湖平原区,湘东、湘中丘陵、中低山区,湘南丘陵、中低山区和湘西北中低山区四个地貌景观区,以高密度的耕地表层土壤有机质数据为基础,分析地貌和样点数对插值精度的影响。研究表明:湖南省耕地表层土壤有机质平均含量从高到低依次为:湘南丘陵、中低山区湘东、湘中丘陵、中低山区湘西北中低山区洞庭湖平原区。湖南省耕地表层土壤有机质变异系数在31.23%~37.55%之间,属于中等变异水平;基底效应在12.3%~50.0%之间,其中湘东、湘中丘陵、中低山区和湘南丘陵、中低山区耕地表层土壤有机质呈现强烈的空间自相关,洞庭湖平原区和湘西北中低山区具有中等空间自相关。相同采样密度下,湖南省耕地表层土壤有机质的克里格插值精度从高到低依次为:洞庭湖平原区湘西北中低山区湘东、湘中丘陵、中低山区湘南丘陵空间自相关、中低山区。四个区的耕地表层土壤有机质NRMSE均随着样点数的增加呈现出递减的趋势,表明插值精度逐渐提升。     

太湖地区水稻土的排水及其效果

太湖地区地势平坦,除低山丘陵及湖泊水面各约占总面积的20%以外,其余近60%都是平原和圩区,土壤肥沃,宜稻宜麦,粮食产量较高,是我国著名的水稻高产地区之一[1]。     

基于ASTERGDEM数据的湖北省地形起伏度及其与人口和经济的关系研究

[目的]探讨湖北省地形起伏度及其与人口和经济的定量关系,为制定合理的人口经济政策、引导人口经济合理布局和治理生态环境等方面提供科学依据。[方法]采用邻域分析法、均值变点法等方法,确定湖北省地形起伏度最佳统计单元,根据分级标准绘制湖北省地形起伏度分级图,并分析地形起伏度对研究区人口和经济分布的影响。[结果]湖北省地势整体上以平原、丘陵为主,平原地貌类型主要分布在江汉平原,丘陵主要分布在黄冈北部、咸宁、黄石南部、鄂西北和鄂西南大部,两者占湖北省面积的70%。随着地形起伏度的增加,县域人口密度和经济密度逐渐降低,呈显著负相关,而且县域地形起伏度越小,人口密度和经济密度在垂直方向越分散。[结论]地形起伏度与县域人口密度和经济密度有负相关性,对区域人口和经济分布有一定的影响。     

2018-2019年河南省兰考县土地利用变化对耕地风蚀的影响

[目的]探索淮河流域黄泛平原风沙预防区耕地风蚀现状、年度动态及其变化原因,为区域风蚀研究与治理提供科学依据.[方法]选取河南省兰考县为研究对象,通过高分辨率遥感影像解译2018,2019年土地利用信息,采用耕地风蚀模型计算风蚀模数,分析土地利用年度变化对耕地风蚀的影响.[结果]①2018-2019年,兰考县土地利用以水...     

应用AnnAGNPS模型模拟柴河上游农业非点源污染

运用AnnAGNPS模型（Annualized Agricultural Non-Point Source Model）对柴河上游小流域农业非点源污染负荷进行模拟估算,并通过实地监测对模型模拟结果进行适用性检验。结果表明,该模型能够模拟流域上下游水质污染负荷总量及浓度变化,适合在该流域使用。运行结果显示模型模拟对总氮效果较好,对总磷的模拟结果较差。同时模型能够较好地模拟该地区8月份农业非点源污染负荷浓度及负荷总量均达到最大值的特点,与实测值相符,但对该地区春季农业非点源污染负荷突然增高的特点在模拟值中没有得以体现。年际变化的模拟结果表明该地区农业非点源污染负荷与当地降雨量有关,这说明气象因素在模型运行过程中起着至关重要的作用。同时也发现模型自带的气象发生器不适合在该地区使用。     

基于稳定同位素技术的黄河支流河岸植被水分来源解析

[目的] 分析比较不同水分梯度下植物水的氢氧同位素特征,为黄河流域生态保护与防蚀控沙中适宜物种的筛选提供一定的理论基础。[方法] 采用氢氧稳定同位素技术,基于HYSPLI4气团轨迹模型和贝叶斯混合模型MixSIAR,分析黄河主要支流—西柳沟河流河岸不同水分梯度下优势植物对潜在水源利用率,进而提出不同植物的水分利用策略。[结果] 研究区在采样期间降水的水汽主要来源于西北季风输送和局地蒸发。在水分充足的河漫滩样地,植物以浅层土壤水（0—30 cm）为主要水源。距离河道较远的河谷阶地上,草本类植物主要利用浅层和中层土壤水（0—70 cm）,灌木类和高大草本类植物转而吸收更深层的土壤水（70—100 cm）,出现水文生态位分离的现象。[结论] 当水分缺乏时,灌木类植物会因为吸水模式的优势具有更强的生存竞争力。灌木类植物是黄河流域生态保护与防蚀控沙的适宜物种。     

黄河流域水土流失遥感监测中土地利用现状分类体系构建

[目的]提出一种新的适于水土流失遥感监测的土地利用现状分类体系,并验证其合理性,为黄河流域水土流失遥感监测提供依据。[方法]以黄河流域不同地类水土流失的差异为出发点,按照科学性、可行性和完整性原则,参考国家土地利用现状分类标准,基于水利部颁布的土壤侵蚀分类分级标准,构建了黄河流域水土流失遥感监测土地利用现状分类体系。[结果]以坡耕地、梯田、林草地、在建开发用地、淤地坝、沙地和其他用地7个类型构建了黄河流域水土流失遥感监测土地利用现状分类体系,并用5个县(旗)的土地利用数据进行验证,结果表明该分类体系具有科学性。[结论]本研究提出的土地利用分类体系在获取同等精度水土流失评价结果的同时,又能提高水土流失遥感监测的效率。     

1990-2012年淮河流域粮食生产的时空演进及驱动机制

[目的]动态研究粮食连增及农业政策调整背景下淮河流域1990—2012年的粮食产量时空变化进程及影响因素,为淮河流域科学合理粮食安全政策构建提供理论参考。[方法]采用区域重心计算模型和空间自相关技术。[结果]（1）淮河流域粮食总产量及县域均值持续增长。高产县域集中在流域中游皖北地区,中高产县域逐步向中上游推进,低产县域日趋边缘化。（2）淮河流域粮食产量重心呈西进南移态势变动,西进速率减缓,南北波动幅度较小,空间格局趋向稳定。（3）县域粮食产量分布呈显著空间聚集性特征,且有持续增强趋势。高产县域聚集于流域中游豫皖交界及下游苏中沿海地区;低产县市逐步集中连片聚集于流域上游豫西北边缘地区;高—低与低—高聚集县域规模较小,空间分布变化剧烈。[结论]水土资源变化、农业新技术及政策倾斜、种粮比较效益等主导因素共同驱动流域粮食产量空间格局演进。     

祖厉河流域侵蚀地貌的数理分析

以黄河上游水土流失严重的祖厉河流域为研究区域 ,采用R .E .Horton A .N .Strahler水道序列划分原则 ,运用数理统计的方法对该流域的侵蚀地貌进行了定量分析。通过对采集到的大量地貌特征信息值的分析 ,建立了数学模型 ,分析出该流域侵蚀沟壑的系列格局 ,由此揭示了流域地貌序列及其与侵蚀间的相关性 ,为同类型区的小流域等级划分和水土保持方略的制定提供了依据     

应用分形理论估算丹江口水库水源区总氮、总磷的流失量

[目的]掌握区域农业面源污染物的流失状况,证明分形计算结果的可靠性。[方法]采用分形理论对丹江口水库水源区河南省所在的区域2013年总氮(TN),总磷(TP)的流失量进行估算,并与输出系数法的值进行比较。[结果]研究区污染物的流失以氮为主,TN的流失量是TP的7.16倍;禽畜养殖引起的流失量最多,占了总量的69.93%,农田化肥中的流失量占21.99%;灌河产生的污染物最多,其次是丹江、淇河、滔河,但在流失强度上却是滔河最大,其次是灌河、丹江、淇河;通过配对t检验分析将分形方法计算的污染物总量与输出系数法相比,在0.1水平下有统计学意义,说明前者较后者更能反映实际。[结论]用分形方法估算区域污染物的面源污染是可行的,应当加强区域禽畜粪尿和农田化肥的管理,以确保丹江口水库水质。     

城市建设与规划的地学层面思考

从地学角度探讨了城市工程建设与城市规划当中应当注意的基本问题,并从城市的水文地质条件、区域地壳稳定性、地形地貌条件、城市岩土体工程地质特性等方面进行了展开论述,最后得出了城市工程地质评价的基本原则.     

安徽省兆河流域非点源污染模拟及最佳管理措施

[目的] 识别兆河流域非点源污染分布特征及其关键源区,为流域污染控制和清洁小流域建设提供科学参考。[方法] 通过建立流域非点源污染控制模型,模拟研究该流域在现状年和规划年的非点源污染分布特征。采用单元负荷指数法识别流域的关键污染源区,预测不同非点源污染控制措施对流域污染负荷量的削减效果。[结果] 兆河流域规划年的氮磷负荷量比现状年分别增加45.3%和8.0%;县河、失曹河、裴河、盛桥河及环圩河子流域为流域非点源污染关键区;通过设置合理的工程措施和耕种管理措施可有效控制流域非点源污染。[结论] 合适的非点源管控措施有助于削减流域氮磷污染负荷量。耕种管理措施加工程措施为最佳管理措施,可以有效控制流域总氮和总磷的非点源污染。