中国温带海岸沙丘分类系统初步探讨

海岸沙丘分类一直是海岸风沙地貌研究的重要基础问题之一。本文以已有的国内外海岸沙丘分类研究为基础,根据我国温带海岸的自然地理环境和海岸沙丘的类型特点,制定了一个三级10类的我国温带海岸沙丘的分类系统,并简单介绍了我国温带海岸主要海岸沙丘类型的分布与基本形态特征。     

基于ASTER GDEM数据喀斯特区域地貌类型划分与分析

以30 m分辨率ASTER GDEM数据为基础,通过GIS空间分析和非监督分类的方法进行地貌基本类型的自动划分。研究结果表明:①ASTERGDEM数据能够满足1∶10万比例尺下喀斯特区域的地表形态表达;②以流域为单位提取地形因子符合地貌发育的基本规律,提取的地形因子能客观的反应地表真实形态;③采用非监督分类法能够有效的实现1∶10万比例尺下地貌基本形态的定量化、自动化分类。     

多尺度数字地貌等级分类方法

参考已出版的全国各级各类比例尺的地貌类型图的分类方案及图例表达,探讨了中国1：100 万数字地貌的等级分类方法,采用基于形态、成因、物质和年龄等地貌要素,综合反映地貌特征的等级分类指标和分类体系,初步构建了中国多个国家基本比例尺（即1：400 万、1：100 万、1：50 万、1：25 万、1：5 万）数字地貌等级分类方法,发展了由连续分布的多边形图斑反映形态成因类型,以及由离散的点、线和面图斑共同反映形态结构类型的数字地貌类型数据组织方式,构建了多尺度数字地貌类型的编码方法。该研究可为发展多尺度地貌类型图的编制提供方法基础,也可为当前正在进行的地理国情监测工程的大比例尺地貌类型信息普查提供分类规范和技术支持。     

论中国地貌图的研制原则,内容与方法—以1：4000000全国地貌图为例

该图以多层次表示法和表列式分解型图例,着重表现构造地貌为基础的内外力地貌成因、形态及其发展过程的基本规律。在内力方面,采用板块构造理论为指导,表现了构造地貌;外力方面,除表现传统的堆积成因形态类型外,辅以气候地貌的地带分异;而形态分类则利用DTM,对国土地形进行了基本形态要素的机助分析与制图,并引进地形起伏度概念,调整了传统的形态分类方案。通过项目研制,作者力求探讨一种符合现代地貌学理论,服务于科研、教学和国土整治的新型国家地貌图。     

地貌形态类型的自动分类方法综述

地貌形态分类对于地貌研究、土壤制图、滑坡防治等诸多地学研究及应用领域都有着重要作用。数字地形分析领域的研究者将地貌形态分类知识与地理计算相结合,已开发出许多地貌形态自动分类方法。该文将现有的地貌形态自动分类方法分为3类进行讨论:基于聚类的方法、基于规则知识的自动分类方法和基于典型样点的自动分类方法。基于聚类的方法对地貌形态分类专家知识缺乏考虑,聚类结果常难以明确对应到目标地貌形态类型;基于规则知识的方法常需要显式给出分类规则,应用难度较大,扩展性较差;基于典型样点的方法具有较好发展前景,但还有待改善对隐含专家知识的利用程度。各类方法目前对复合形态类型均难以有效提取。对于可能的方法改进方向,该文从空间结构特征信息、隐性专家分类知识的来源两方面进行了讨论。     

试论地貌分类问题

地貌分类是地貌制图的基础,也是地貌学和地貌制图学中重要的理论问题之一。到目前为止,国内、外学者已提出八十多个地貌分类方案,但仍然没有一个比较统一的方案。这说明对地球表面形态和成因各异、种类繁多的地貌进行科学和系统的分类,是一项繁杂而艰巨的工作。一、地貌分类原则初期的地貌分类方案以纯形态的分类为主,后来,虽按成因分类的渐多,而对形态标志又考虑不够。也有成因和形态相结合的分类,但在具体划分类型时理解很不一致。     

基于DEM的湖南省地貌形态特征分类

针对当前地貌分类较少关注微观地貌特征信息的问题,该文依据1∶25万DEM数据开展湖南省地貌形态特征分类的实验研究。首先,确定分类实验的最佳分析窗口为0.28km~2。其次,根据可以反映宏观形态特征的起伏度和切割度指数,可以反映微观形态特征的地形位置指数(TPI),构建了分类指标体系并将湖南省按照地貌形态特征分为12种地貌类型。第三,地貌分形维数值是检验地貌形态特征的重要指标,选用研究区5个小流域并分别计算其分维数值,据此进行分类结果检验。研究结果说明该文的实验方法可以较好地体现微观地貌形态信息。     

多分析尺度下综合判别的地形元素分类方法

地形元素（如山脊、沟谷等）是地表形态类型基本单元,通过地形元素的不同空间组合可形成更高级别的地貌类型。现有的地形元素提取方法大多依靠地形属性计算,难以克服地形元素的空间相关性表达与局部地形属性计算存在不对应的矛盾,Jasiewicz和Stepinski提出的Geomorphons方法——基于高程相对差异信息进行地形元素分类,可避免这一问题,但Geomorphons方法本质上是在单一分析尺度上选择地形特征点用于判别,易受局部地形起伏的影响而造成误分类。针对这一问题,设计出一种多分析尺度下综合判别的地形元素分类方法。应用结果表明：相比Geomorphons方法,利用该方法得到的地形元素的分类结果更为合理。     

基于聚类的极光形态分类的探索性研究

极光形态为研究日地物理过程提供了显著、直观和具有可识别性的特征。合理分类对研究各类极光现象与磁层动力学过程之间的关系尤为重要。极光形态分类机制的选择问题是极光有监督分类研究被主要诟病的问题之一。有监督分类实验中人工标记的工作量非常浩大,而且不能保证标记的准确性。更重要的是,高分类正确率只能说明自动分类符合人的认识,有监督分类结果无法验证分类机制的正确性。现有的分类机制是否为极光数据空间的真实划分,是否存在更为合理的分类机制都是我们应该探讨的问题。针对该问题,基于已有的全天空极光图像表征方法,引入聚类算法探究极光特征空间的结构,利用了9种聚类有效性函数选择适合极光数据的聚类个数。实验结果表明,对于从2003—2004年北极黄河站观测的全天空极光数据中随机选取的6 000幅极光图像,两类和四类的划分方式最为合适。两类的划分可以看作是分离度较好的极光类型,并且根据两类分布曲线呈现午前-午后双峰的分布特点,这一类极光可能是弧状极光。对于四类的情况,虽然通过肉眼观察无法用一幅典型的极光图像代表每一类,但是这些由聚类得出的极光类型具有各自的时间分布特点,这一结果从无监督的角度证明了极光类型在形态上是可分的。     

贵州普定喀斯特发育特征

本文从喀斯特类型、不同地文期喀斯特地貌、地下河发育、洞穴形态及分类、喀斯特地貌等方面阐明高原峡谷喀斯特的发育特征。     

月表高程分布特征及其分级标准初探

月球是地球的唯一天然卫星,也是现阶段深空探测的主要天体。月表形貌研究有助于了解月球的状态、结构和组成,能够为探究月球起源和演化等科学问题提供直接、可靠的证据。与地貌分类相比,月貌研究起步较晚,发展较为缓慢。尽管月貌研究已取得了一定进展,但月球形貌分类过程中仍旧缺乏对于形貌指标,如高程等的应用,对于形貌特征的描述仍存在部分缺失。本文通过分析月球表面高程的整体特征以及月海、撞击坑、南极艾肯盆地等典型地质构造单元的高程特征,认为-2500 m等高线能够较好的区分月海内部区域;-1500 m等高线能够较好的区分月海区域与月陆区域;1000 m等高线与南极艾肯盆地边界拟合程度较好;3000 m等高线能够较好地突出月陆地区撞击坑的边界。在此基础上,提出以-2500 m、-1500 m、1000 m、3000 m 4个高程值作为月球形貌分类体系中的高程分类标准,将月球表面划分为极低海拔、低海拔、中海拔、高海拔和极高海拔5个形貌类型。     

形态学图像处理方法在扎龙湿地景观格局分析中的应用

以数学形态学图像处理技术为主要方法,对扎龙湿地景观格局进行分类,形成核心、斑块、边缘和孔隙4种格局类型,并在此基础上与土地覆盖类型图叠加处理,分析湿地不同景观格局与土地覆盖类型的关系。结果表明,基于形态学图像处理技术的景观格局分类保持了像元水平的精度,优于传统的分类方式。1979-2008年,扎龙湿地的核心湿地减少,斑块、边缘和孔隙都相应增加。作为湿地中的优势类型,含地表水的湿地逐渐转移到非核心的斑块、边缘和孔隙湿地中,原有的核心湿地逐渐变得破碎。     

关于我国土地利用分类问题的讨论

在分析了我国于2002年1月起试行的最新土地利用分类系统所存在的问题之后,提出了生态用地的概念,并提出了将我国土地利用划分为农用地、建设用地和生态用地这三大类用地的设想,同时尝试提出了另一个土地利用分类方案。     

黄河中游流域地貌形态对流域产沙量的影响

在黄河中游地区 ,选择了 5 0多个面积约 5 0 0～ 2 5 0 0平方公里的水文测站流域 ,分别代表 6种不同自然地理类型 ,在流域沟壑密度、沟间地坡度小于 15°面积百分比等地貌形态指标量计的基础上 ,进行了流域产沙量与地貌形态指标相关分析。结果表明 ,对于不同类型流域 ,流域产沙量随流域地貌的变化遵循不同的响应规律 ,而且视流域其它下垫面环境条件的均一程度 ,其相关程度和响应速率各不相同。受地面物质、植被、地貌发育阶段等流域其它下垫面环境条件的制约 ,除沟壑密度外 ,流域产沙量与流域地貌形态的关系都没有人们以前所预期的好。     

地球系统科学数据分类体系研究

数据分类是数据组织、管理与数据共享工程中不可缺少的基础性工作。根据地球系统的圈层结构、研究每个圈层的主要学科和每个学科的主要数据内容,把地球系统科学数据分为14个一级类、88个二级类。该分类体系在国家科学数据共享工程项目——中国地球系统科学数据共享服务网中得到实际应用。     

城市河流形态及稳定性演变研究进展

人为干扰导致的城市河流退化在地理科学和水文学领域引发了广泛关注, 针对城市河流形态及演变过程的研究成为退化河流生态修复的一项重要内容, 然而, 目前国内相关基础理论的系统梳理相对缺乏。本文回顾了半个多世纪以来城市河流形态及稳定性演变的研究成果, 从研究内容和方法两方面对不同城市化阶段河流形态及稳定性变化的特征和原因进行总结, 同时评述了不同研究方法的特点与局限。本文认为, 城市化进程改变了河流自然演化过程, 破坏了河流原有形态及稳定性, 其中, 沉积和径流体系变化是其根本原因。为了更好地运用河流演变机理进行河流修复, 学者们发展了河流分类体系, 主要包括形态导向法、过程导向法和综合分类法, 重点从河流退化的地貌形态、沉积和径流变化过程、河流演变的时间周期等方面概述各分类体系的优缺点, 阐述具有预测功能的河流分类体系不断完善的过程。本文通过梳理城市河流演变的研究成果, 以期为中国城市河流修复与管理提供科学依据和现实借鉴。     

土壤地理学的进展与展望

作为土壤学和地理学学科的分支,土壤地理学是地球表层系统科学的重要组成部分,其核心研究内容是土壤的时空变化。土壤地理学研究对象从传统的土体向地球表层系统视角下的关键带转变,研究方法上全面走向数字化。本文综述了近20年来土壤地理学分支学科包括土壤发生、土壤形态、土壤分类、土壤调查与数字土壤制图等领域的研究进展,指出其发展趋势为：基础理论研究不断拓展、调查技术正经历变革、时空演变从过程观测走向模拟,同时探讨了土壤地理学的未来发展契机与面临的挑战。     

面向地貌学本源的DEM增值理论框架与构建方法

数字高程模型（DEM）在表达地貌形态、认知地表过程、揭示地学机理等研究中发挥着基础性的作用,是重要的地理空间数据模型,广泛地应用于地学分析与建模中。但是,传统DEM具有属性单一的天然缺陷,难以支撑面向地学过程与机理挖掘的地球系统科学研究。亟待在传统DEM的基础上实现其数据模型的增值,服务于新地貌学研究范式和新对地观测技术背景下的数字地形建模与分析。立足于以上问题,本文构建了DEM增值的理论框架,主要包括DEM增值的概念、内涵、内容、类别、不同增值类别之间的相互关系,以及此理论框架的研究意义和应用范畴。提出了DEM增值的构建方法,包含：① 强调地上地下一体化、时间空间相耦合的DEM空间维度和时间维度增值方法;② 重视地下、地表和地上物质构成,形态属性耦合的物质属性和形态属性增值方法;③ 顾及自然过程、人工作用的地物对象、地貌形态的地物要素和形体要素增值方法。最后,分别以数字阶地模型、数字坡地模型和数字流域模型为例,阐释DEM在面向地貌学本源问题时的不同增值方法及应用场景。期望通过对DEM进行维度、属性和要素3个层面的增值,实现现代对地观测技术背景下数字高程模型表达方法的突破,并支撑知识驱动的数字地貌问题分析。