基于DEM的坡面姿态分析与制图

数字高程模型DEM在各行业和领域已经得到了广泛的应用。本文构建了区域DEM,并借助ArcGIS软件对其进行了坡面姿态地形分析,通过坡度和坡向提取与分析,得到了区域的坡度组成和平均坡度,并实现了区域坡面姿态的制图应用。     

坡形和坡位对福建山樱花早期生长的影响研究

该文主要研究了不同坡形和坡位对同一种源3年生福建山樱花树高和米径的影响。结果表明:坡形比坡位的影响更大;坡形中,凹坡的树高和米径生长最好,分别为3.22m和2.62cm;坡位中,上坡的树高生长最好,为3.18m,下坡的米径生长最好,为2.44cm;上坡位的凹坡最有利于福建山樱花的树高生长,达3.43m;下坡位的凹坡最有利于福建山樱花的米径生长,为2.74cm,福建山樱花在下坡位的保存率最高。     

坡面土壤水分研究综述

坡面是生态水文过程研究、植被结构优化调整、陆表过程深入理解的基本空间单位,其土壤水分变化格局和动态特征明显。笔者阐述了土壤水分坡面变化的规律,即由坡顶到坡底,土壤水分基本表现为逐渐升高、持续降低、先升高后降低、先减少后增加、波浪状等变化规律。分析了导致土壤水分坡面变化或坡位差异的主要原因为土壤因子、地形特征、人为活动、土地利用、气候变化、植被要素等,且土壤水分坡面变化规律在不同水文年份、不同季节、不同土层存在差异。并论述了相关研究的不足,以期为此类研究提供一定参考。     

基于DEM与太阳辐射的北京市山地坡向提取方法研究

目的坡向是描述地形的重要因子,基于DEM提取坡向对于自然生境分析与地理生态过程模拟具有重要意义。同时,由于山地地形复杂,坡面太阳辐射受地形遮挡影响很大。本文基于DEM与太阳辐射研究山地坡向提取方法,既保持了DEM计算山地坡向的客观性,又能和坡面阴阳属性保持良好的一致性,为山地气象、土壤分布、立地条件、适宜性分析等有关研究奠定基础。方法以DEM数字地形分析技术为基础,应用基于DEM的太阳辐射分析模型,探究太阳辐射量与坡向、坡度和海拔之间的关系,建立北京地区太阳辐射参考模型,并计算样地点标准太阳辐射;依据样地点DEM计算太阳辐射与标准太阳辐射推导出太阳辐射等效坡向。结果以北京市一类清查数据山区的2 000个样地点为测试数据,将30、60、90、120、150、200 m空间分辨率的DEM计算坡向作为评判标准,建立太阳辐射参考模型,其中1 398个样地点的DEM计算太阳辐射与标准太阳辐射差异小于5%,太阳辐射等效坡向与30 m空间分辨率DEM计算坡向保持一致,占全部样地点69.9%;602个样地点受地形遮挡较大,依据太阳辐射参考模型计算进行调整,调整后其中583个样地点的太阳辐射等效坡向与评判标准一致。结论与一类清查人工测量坡向的比较表明:测试数据中样地点的太阳辐射等效坡向与评判标准一致性达到99.05%,而测试数据中样地点的人工测量坡向与评判标准一致性为72.05%。因此,依据本文方法推导出的太阳辐射等效坡向能反映出实际太阳辐射的信息,推导的坡向科学实用,为森林资源调查、立地分析等研究与生产提供了坡向获取的新方法。      

坡位对木荷生长特征的影响

该文以木荷混交林为研究对象,分析不同坡位对木荷生长特征的影响,为木荷人工林的合理经营提供理论依据。结果表明,木荷上坡位平均树高分别比中坡位、下坡位减少0.25m、2.81cm,平均胸径分别减少0.39cm,3.32cm;上坡和中坡的木荷鲜生物量和干生物量分配率最小的为叶,下坡位的木荷鲜生物量和干生物量分配率最小的为枝。     

基于GIS的坡面地形因子提取与分析——以兰州市榆中县为例

该文基于GIS软件和DEM数据,提取并分析一阶、二阶及复合坡面地形因子中的坡度、坡向、剖面曲率、地表粗糙度、高程变异系数5种地形因子。结果表明:榆中县坡度变幅为0°~70.7213°;坡向分析中阳坡占总面积的45.04%,阴坡占53.87%;剖面曲率在0~4.90379范围内变化;地表粗糙度的变幅为1~4.39377;地形高程变异系数在0~0.0912272范围内变化。通过对该区域坡面地形因子的提取,分析在这些地形因子的作用下该区域水土流失与土壤侵蚀的趋势,为榆中县进行水土保持定量研究提供科学依据。     

长江中上游花岗岩山地坡面相对平衡坡度研究

根据水动力学及土力学理论,采用室内和野外实验相结合的方法,对长江中上游花岗岩山地坡面进行了研究．认为坡度是决定坡面稳定的重要因素,提出了花岗岩山地坡面相对平衡坡度这一概念,并建立了山地坡面相对平衡坡度方程．实验得到坡面相对平衡坡度值为２６．３°,根据土力学原理实验得到坡面相对平衡坡度值为２４．９９°,结果十分相近．据此提出该地区花岗岩山地坡面相对平衡坡度值,为当地的坡地开发利用、水土保持、坡面工程设计及合理发展农林业生产提供科学依据     

意大利坡面稳定性的研究方法

本文着重介绍了意大利在研究坡面稳定性中所采用的制图法。此方法对各自然环境因素、坡面发育演化过程进行综合分析与分级,并以图件反映最终研究成果,具有直观性,易读性等特点,为区域规划、灾害防治提供了科学依据。     

烧荒坡面表层土壤机械组成降雨前后的变化特征

[目的]为了揭示不同坡型坡面不同空间部位表层土壤发生侵蚀、搬运、堆积作用的差异。[方法]对六苟小流域烧荒林地不同坡型的坡面表层土壤进行降雨前后机械组成分布及变化特征研究。[结果]烧荒林地坡面表层土壤机械组成各粒径组分含量在坡面不同空间部位分布不一致。降雨前后坡面表层土壤机械组成的变化特征,可以指示降雨作用下,不同坡型坡面表层土壤在坡面不同空间部位的侵蚀——堆积作用。[结论]对于不同坡型条件下的坡面表层土壤侵蚀,还需要做深入研究。     

不同坡位对混交林中香樟生长特征的影响

该文以21年生马尾松、香樟混交林为研究对象,调查分析了不同坡位对香樟生长特征的影响。结果表明:香樟下坡位胸径分别比中坡位、上坡位增大了2.05cm、2.41cm,树高则分别增长了1.90cm、2.56cm,香樟下坡平均木总鲜生物量、干生物量均分别比中坡和上坡大约提高了119%、270%。试验将为香樟人工林的合理经营提供了理论依据。     

基于DEM的数字地形分析

该文在对数字高程模型（DEM）数据来源及结构、数字地形分析及其应用、基于DEM的地形分析中的不确定性和误差分析的基础上,以日本东北地区岩手县早池峰山为研究对象,美国MicroImage公司开发的TNTmips地理信息系统为工具,日本国土地理院发行的“数字地图25000”为基础数据,研究基于DEM的数字地形特征提取与分析方法,以及DEM精度对地形特征的影响. 研究结果表明:①以DEM为基础可提取多种地形特征,如坡度、坡向、坡面形态、流域边界、水流路径等,这些特征在地理信息系统的支持下均可用图形和属性数据来表示;②DEM水平精度对基于DEM提取的数字地形特征影响表现为:低精度的DEM将导致研究区平均坡度变小、坡度标准差变大;同时,DEM精度对不同坡度区域表现为不同的影响,其结果按坡度大致可划分为3种不同类型,即0°～10°、10°～35°以及大于35°; DEM精度对坡向的影响除平坡外变化较小,其中平坡面积随DEM精度的降低而增大;低精度的DEM将导致水文地形信息受损,这将严重影响流域水文模型参数的确立及水文过程模拟分析的精度.      

DEM重采样坡度衰减分析

通过数字高程模型(DEM)重采样发现,随着水平分辨率的降低,地形也随着趋向平缓,坡度信息不断丢失,地面表达能力逐步下降.利用1∶10 000数字地形图生成5m水平分辨率DEM,以此为基准重采样生成10、20、40m水平分辨率的DEM,提取各水平分辨率DEM的坡度.对提取的5m水平分辨率DEM的坡度进行邻域分析,提取10、20、40m水平分辨率DEM的最大坡度,以此求取其与直接由相对应水平分辨率DEM提取的坡度的差值,并对坡度差值进行频率统计分析,同时分析了剖面曲率在重采样过程中的变化.结果表明,随着DEM水平分辨率的降低,坡度平均值不断降低,较小坡度的频率逐渐增大,较大坡度的频率逐渐减小.DEM水平分辨率较高时,坡度差值分布集中于较小坡度差值处,且范围集中;DEM水平分辨率越低,坡度差值分布曲线愈加分散,且集中于较大坡度差值处.DEM水平分辨率越高,剖面曲率曲线分布越广,DEM水平分辨率越低,曲线分布越窄,且变得集中,其中剖面曲率较高部分损失严重.     

基于离散元法植物根系对黏性土坡稳定性的影响

针对传统有限元方法不能够从细观尺度研究植被固坡作用的问题,采用离散元模型结合强度折减法,研究植被护坡位置对黏土边坡稳定性的影响。模拟结果表明:1)应用离散元模型结合强度折减法得到的无护坡情况下边坡安全系数为1.08,应用有限元模型得到的安全系数为1.09,表明采用离散元模型结合强度折减法分析边坡稳定是可行的;2)植被护坡位置对黏土边坡稳定性具有不同程度的影响:仅在坡面、坡脚或者坡顶种植植被时,植被对边坡的稳定性影响很小;3)当在坡面与坡脚或者坡顶与坡底都种植植被时,植被对边坡的稳定性具有较大影响,且当在坡顶、坡面和坡底全都种植植被时,对边坡稳定性的影响最大,边坡稳定性最高。研究结果为实际工程中植被护坡铺设位置的选择提供了相应的理论依据。     

松华坝水源区不同土地利用类型坡面土壤养分分析

【目的】了解南方地区红壤地氮磷素养分的垂直迁移规律,为提高肥料利用率和减少面源污染提供理论依据。【方法】选取松华坝水源保护区典型流域迤者小流域为试验区,对灌草林、坡耕地、荒地3种不同土地利用类型不同坡位处土壤剖面土壤养分各指标进行测定,并分析其相关性。【结果】对于同一土地利用类型而言土壤各养分指标的含量均为：坡下部〉坡中部〉坡上部;对于3种土地利用类型,土壤全氮、全磷含量均为：灌草林〉坡耕地〉荒地,土壤碱解氮含量为：坡耕地〉灌草林〉荒地,土壤速效磷含量为：坡耕地〉灌草林〉荒地,有机质含量为：荒地〉灌草林〉坡耕地;土地利用类型对土壤养分影响程度为：全磷〉全氮〉有机质〉碱解氮〉速效磷;土壤全氮含量与坡位呈显著线性相关,碱解氮含量与坡位呈极显著线性相关;土壤速效磷、土壤全氮、土壤碱解氮和土壤有机质含量与土层深度呈极显著线性相关;土壤养分之间有相互的影响,土壤有机质与速效磷和碱解氮之间呈显著和较显著的影响。【结论】南方红壤坡地中氮磷素养分的垂直运移规律为同一土地利用类型土壤各养分含量,整体随坡位的下降而增大,随着土层深度的增加而减少;不同土地利用类型对土壤全量养分（全氮、全磷）有显著影响。     

基于DEM的小班坡度自动提取算法及其验证

针对现有的小班坡度计算方法存在的复杂地形适应能力较差、提取结果准确度不高的问题,提出了一种基于DEM的小班坡度自动提取算法,通过与其他2种传统方法进行对比分析,检验了该方法的准确性与实用性。结果表明：该方法剔除了小班内的异常的高低起伏点,并获取了小班所在的斜平面模型,综合考虑了小班整体情况。该算法得到的结果更准确、更实用,能够适应地形复杂度较高的区域,替代人工完成小班坡度值的测量,节省时间、人力和物力。     

坡向坡位对毛竹林生物量与碳储量的影响

 利用双因素方差分析法研究坡向、坡位对毛竹Phyllostachy edulis林生物量与碳储量的影响。结果表明：①坡向、坡位对毛竹生物量、竹林生态系统碳储量及其空间分配均有一定程度的影响,坡位影响比坡向更显著。具体地,坡向对植被碳储量影响显著（P＜0.05）,对土壤碳储量和生态系统碳储量影响较显著（P＜0.10）,坡位对植被碳储量影响极显著（P＜0.01）,对土壤碳储量和生态系统碳储量影响显著（P＜0.05）,但两者交互作用不显著;②不同水平上的指标均值分析显示,毛竹林生态系统碳储量阳坡大于阴坡、中下坡大于上坡。其中阳坡下坡的林分密度（3 817株·hm^－2）和林分生物量（48.705 t·hm^－2）均值最大,阳坡中坡的土壤有机质质量分数（22.500 g·kg^－1）,土壤碳储量（107.273 t·hm^－2）和生态系统碳储量（156.111 t·hm^－2）均值最大,平均胸径和土壤容重均值变化不明显;③在毛竹林生态系统碳储量组成方面,18个样地生态系统碳储量均值为（101.352 ± 14.980） t·hm^－2（变异系数为14.78%）,其中植被占20.24%,土壤占79.76%。图3表4参19     

基于无人机遥感影像的沙糖橘果树提取方法研究

目的 通过无人机获取沙糖橘果园的遥感图像,快速提取果树分布位置,为果树的长势监测和产量预估提供参考。方法 以无人机拍摄的可见光遥感图像为研究对象,计算超红指数、超绿指数、超蓝指数、可见光波段差异植被指数、红绿比指数和蓝绿比指数6种可见光植被指数,使用双峰阈值法选取阈值进行果树的提取。在使用光谱指数进行识别的基础上,结合数字表面模型作为识别模型的输入变量,进行对比试验。结果 相比使用单一光谱指数,结合数字表面模型提高了果树和非果树像元的提取精度,6次波段融合后的总体精度均大于97%。超红指数与数字表面模型结合后的总体精度最高,为98.77%,Kappa系数为0.956 7,植被信息提取精度优于其他5种可见光植被指数与数字表面模型结合后的提取精度。结论 数字表面模型结合可见光植被指数的提取方法能够更深层次地挖掘遥感数据蕴含的信息量,为影像中色调相似地物的提取提供参考。     

坡位对天然杨桦混交林种群空间格局的影响

为了解坡位对天然杨桦混交林种群空间格局的影响,本研究采用点格局分析法,对河北省张家口市崇礼区和平林场不同坡位的天然杨桦混交林空间结构特征进行研究。结果表明:(1)天然杨桦混交林坡下山杨占主要优势,树种重要值排序为:山杨(Populus davidiana)(0.68)白桦(Betula platyphylla)(0.23)云杉(Picea wilsonii)(0.04)华北落叶松(Larix pnncipis-rupprechtii)(0.03)鼠李(Rhamnus davurica)(0.02)花楸(Sorbus pohuas hanensis)(0.00);坡上白桦占主要优势,树种重要值排序为:白桦(0.68)山杨(0.16)华北落叶松(0.09)云杉(0.05)鼠李(0.02)﹥花楸(0.00);(2)坡下林木胸径径级分布范围为5.0~28.9cm,坡上林木胸径径级分布范围为5.0~32.9cm,坡上林木胸径径级分布近似呈倒"J"型,幼树较多,较坡下结构好;(3)坡下山杨、白桦、华北落叶松均呈显著聚集分布;坡上山杨呈显著聚集分布,白桦、华北落叶松随尺度增大由聚集分布转为随机分布;(4)山杨和白桦、山杨和华北落叶松、白桦和华北落叶松种间关系在坡下均呈正相关,而坡上则随着尺度增大由正相关逐渐转变呈无关联。综合来看,坡下山杨占绝对优势,林分密度较大,径级分布范围较窄,山杨、白桦和华北落叶松在研究尺度上均呈聚集分布,种间关系在研究尺度上呈正相关;坡上白桦占绝对优势,林分密度较小,径级分布范围较广,白桦和华北落叶松在小尺度上呈聚集分布,随着尺度增大呈随机分布,种间关系在小尺度呈正相关,随着尺度增大呈无关联。     

黄土丘陵沟壑区地貌与生态恢复措施关系的研究

以黄土丘陵沟壑区第二副区的彭阳县为研究区,以1∶50 000比例尺的数字高程模型(DEM)、2014年资源三号高清遥感影像数据为数据源,采用GIS空间分析方法提取正负地形、剖面曲率、坡度和地势起伏度、地貌类型,结合研究区的实际情况自动提取划分梁峁顶、梁峁坡、沟坡、沟底和沟谷塬区5类地貌部位。结合资源三号高分影像等数据对自动提取的地貌类型进行修正,将自动提取的地貌部位进行实地验证,分析研究区地貌部位及景观格局与生态恢复措施之间的关系。结果表明,运用DEM地形分析方法可以自动提取彭阳县的梁峁顶、梁峁坡、沟坡、沟底、沟谷塬区等地貌部位;彭阳县5类地貌部位的面积大小为梁峁顶梁峁坡沟坡沟底沟谷塬区,地貌类型面积以梁峁顶和梁峁坡为主;不同地貌部位生态恢复措施景观配置不同,依据自动提取的研究区地貌数据,继续遵循因地制宜、因害设防的原则,合理布设生态恢复措施。     

基于NFI和DEM数据的浙江森林立地分类研究

以2009年浙江省森林资源连续清查数据及同步获取的数字高程数据为数据源,依据土壤类型划分立地类型组,分别采用坡位指数、坡向角对坡位、坡向进行赋值,进一步分别对各立地类型组中的海拔、坡向、坡度、坡位、土层厚度、腐殖质厚度和枯落物厚度7个立地因子进行主成分分析,确定主导立地因子,依据主导立地因子划分立地类型。结果表明：浙江省森林立地可划分为7个立地类型组、400个立地类型,实现了更为精准的立地分类,可为造林规划、抚育更新、林业生态建设等提供参考依据。