三角网的生成与简化算法

在三维地理信息系统的开发与研究中，要求三角网模型的支持，而高效的三角网生成算法是三角网模型的基础。该文综述各类三角网的生成算法，对以往被人忽视但简明高效的算法－径向扫描算法进行阐释，并对它的实现进行改进；对地形数据的简化及建立地形层次对象模型是实现高效的三维地理信息系统的关键，而三角网的简化是地形数据简化的基石之一，文中提供三种简化三角网的的算法供同行讨论；并在微机上实现上述算法。     

基于DEM 的数字降水径流模型在黄河小花间的应用

DEM是目前用于流域地形分析的主要数据，在流域地形分析及水质构建等方面形成了比较成熟的算法，基于DEM的水文模拟技术的应用给传统的水文模拟方法带来了根本性的变化，基于栅格型DEM，应用最新引进的WMS专业水文处理软件，结合Arc/info、Areview地理信息系统工具，以黄河小花间（小浪底-花园口区间）卢氏以上流域作为研究区，进行了数字降水径流模型的应用研究。     

三角网的生成与简化算法

在三维地理信息系统的开发与研究中 ,要求三角网模型的支持 ,而高效的三角网生成算法是三角网模型的基础。该文综述各类三角网的生成算法 ,对以往被人忽视但简明高效的算法———径向扫描算法进行阐释 ,并对它的实现进行改进 ;对地形数据的简化及建立地形层次对象模型是实现高效的三维地理信息系统的关键 ,而三角网的简化是地形数据简化的基石之一 ,文中提供三种简化三角网的算法供同行讨论 ;并在微机上实现上述算法。     

基于DEM的山区气温空间模拟方法

气温作为一种农业资源是由太阳辐射到达大气形成的，在地球表面的分布地地表的地形特征密不可分（特别在山区）。数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）作为一种地表形态的描述方式，在利用空间信息进行各种专题分析研究和规划决策过程中具有很大的实用价值。研究提出了以地理信息系统（GIS）为支撑，在常规统计模型（CSM）的基础上，利用地形的坡度、坡向因子进行山区气温空间小尺工模拟的修正模型－－地形调节统计模型（TASM），并在环青海湖地区进行实际应用。研究结果表明，地形调节统计模型优于常规的统计模型，从而为山区任一地域单元气温空间分布的快速计算提供了一种可行的方法，对山区气温资源的专题应用具有重要的意义。     

网络地理信息系统研究*

网络地理信息系统(WebGIS)是近年来地理信息系统发展的方向之一.文中在分析网络地理信息系统内涵和功能的基础上,认为地理数据的空间可视化和空间分析是网络地理信息系统的重要特点.为此提出基于元数据的网络地理信息系统代理服务器的概念,并探讨了在JAVA平台上实现的一些技术问题.最后以京九沿线投资环境网络评估信息系统原型为例,给出了网络地理信息系统一个具体应用实例,实现了网络环境下地理模型分析功能.     

地形分析在流域水文建模中的应用进展

数字地形分析和流域水文学是地理学领域的重点研究内容,地形要素对流域内地表水循环的产流、汇流等过程以及水资源的时空动态分布具有重要影响。随着遥感与地理信息系统技术的不断发展,地形分析在流域水文建模中的应用得以深化和扩展。该文旨在对水文建模中地形分析的应用进展与趋势进行梳理和分析,从流域水文建模的基本原理和任务出发,回顾了水文模型的分类系统、演化进程以及地形分析在水文建模中的应用情况。综述显示,随着水文模型在驱动机理和响应尺度上的发展,地形分析在其中发挥了越来越关键的作用,尤其在支撑水文过程、增强系统耦合和细化响应尺度等方面贡献明显。同时,流域水文建模的现实需求也促进了地形分析在拓展模型、丰富理论和改进算法等方面的发展与完善。     

地理信息系统在中学地理教学中的应用

本文简要地介绍了地理信息系统，并对地理信息系统运用于中学地理教学的必要性作了分析。最后列举了地理信息系统在中学地理教学的应用案例，在数字化时代，地理信息系统能将其强大功能，尽快地应用于中学地理的教与学当中。     

城市地理信息系统的发展

回顾了城市地理信息系统的历史，分析了城市地理信息系统的现状和问题，指出了城市地理信息系统的发展方向。     

基于GIS的洪水灾害风险区划研究

洪水灾害区划是洪灾评估与管理的重要内容,本文在分析洪灾形成的各主要因子的基础上,提出了基于地理信息系统的洪灾风险区划指标模型,并结合辽河流域具体情况,以降雨、地形和区域社会经济易损为主要指标,得出了辽河流域洪灾风险综合区别。     

古地形对黄土区岩土侵蚀趋势的控制作用

利用高精度的GPS(卫星全球定位系统)结合RS(遥感)与GIS(地理信息系统)重建了陕北府谷黄土区一个小流域的侏罗纪(J)、第三纪(N)时期古地形数字模型(DTM),与该区现代小流域地形和土壤侵蚀的现状进行了分析对比,发现府谷黄土区经历了古准平面-古湖泊洼地-高原沟谷三大地貌发育过程,而且该小流域现代地形与侏罗纪、第三纪古侵蚀面之间具有很高的继承性,可见古地形在陕北黄土地区的岩土侵蚀过程中有着重要的控制作用,研究结果可以更好地为水土保持提供科学依据。     

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。     

Terrestrial surface-area increment: the effects of topography,DEM resolution,and algorithm

The area increment of land surface compared with its projected area is an effect of topographic relief and is also a source of environmental variations. To examine the effects of topography and data resolution on surface area calculation, we calculated incremental area coefficients (IACs), based on two different algorithms, for a DEM of China at a series of spatial resolutions. Sampling the DEM with a regional network of 50?km?×?50?km cell size, we explored the relationships among the two IACs and topographic features. Both IACs studied were exponential functions of resolution. At 30-m resolution, the IACs were 4.31 and 4.89% over China, respectively. The largest increment for a 50?km?×?50?km cell was >45%. Between the IACs there was a linear relationship that varied with DEM resolution. Hierarchical variation partitioning revealed that the factors included contributed in a very similar percentage composition to the two IACs, mean slope (37.5 or 38.7%) and standard deviation of slope (22.3 or 19.6%) at local scale dominated the area increment, followed by regional elevation range. Data resolution contributed about 10%, while the deviation of slope exposure only had minimal (1.4 or 1.7%) impact on surface-area increment. For a specific type of geomorphology, a threshold resolution of DEM can be determined, below which the surface-area increment (i.e., IAC) is negligible. Our results provided the first comprehensive estimate of the contributions of the topographic features, DEM resolution, and algorithms for the surface-area increment, and indicated the scale-related properties and potential environmental consequences of topographic heterogeneity in various estimates of natural resources and ecosystem functions when area needs to be taken into account.     

A comparison of digital elevation models generated from different data sources

It can be challenging to accurately determine the topography of physically complex landscapes in remote areas. Ground-based surveys can be difficult, time consuming and may miss significant elements of the landscape. This study compares digital elevation models (DEMs) generated from three different data sources, of the physically complex Narran Lakes Ecosystem, a major floodplain wetland ecosystem in Australia. Topographic surfaces were generated from an airborne laser altimetry (LiDAR) survey, a ground-based differential GPS (DGPS) survey containing more than 20,000 points, and the 9″ DEM of Australia. The LiDAR- and DGPS-derived data generated a more thorough DEM than the 9″ DEM; however, LiDAR generated a surface topography that yielded significantly more detail than the DGPS survey, with no noticeable loss of elevational accuracy. Both the LiDAR- and the DGPS-derived DEMs compute the overall surface area and volume of the largest floodplain lake within the system to within 1% of each other. LiDAR is shown to be a highly accurate and robust technique for acquiring large quantities of topographic data, even in locations that are unsuitable for ground surveying and where the overall landscape is of exceptionally low relief. The results of this study highlight the potential for LiDAR surveys in the accurate determination of the topography of floodplain wetlands. These data can form an important component of water resource management decisions, particularly where environmental water allocations for these important ecosystems need to be determined.     

Modelling topographic potential for erosion and deposition using GIS

Abstract

Modelling of erosion and deposition in complex terrain within a geographical information system (GIS) requires a high resolution digital elevation model (DEM), reliable estimation of topographic parameters, and formulation of erosion models adequate for digital representation of spatially distributed parameters. Regularized spline with tension was integrated within a GIS for computation of DEMs and topographic parameters from digitized contours or other point elevation data. For construction of flow lines and computation of upslope contributing areas an algorithm based on vector-grid approach was developed. The spatial distribution of areas with topographic potential for erosion or deposition was then modelled using the approach based on the unit stream power and directional derivatives of surface representing the sediment transport capacity. The methods presented are illustrated on study areas in central Illinois and the Yakima Ridge, Washington.     

树轮密度对气候的响应及重建研究进展

树轮密度是重建过去气候变化的重要代用指标。过去几十年,国内外学者针对树轮密度开展了大量的研究工作,取得了丰硕的成果。论文收集了国内外有关树轮密度的研究文献,从树轮密度对气候变化的响应和气候重建等方面进行了概述。尽管树轮密度对气候变化的响应可能受到样点的地理位置、地形(如海拔、坡向等)、树种等因素的影响,但湿冷地区树轮晚材最大密度能较好地反映生长季或生长季末期温度变化;而干旱地区的早材平均密度能揭示生长季早期的降水变化。因此,目前大多数研究以重建生长季或生长季末期温度为主,也有重建降水量、海平面气压变化的案例。此外,重建方程的方差解释量存在空间和树种间的差异,但这些差异需要更多的研究工作加以验证。最长的重建序列来自于欧洲,长达2018 a;国内基于树轮密度重建的最长温度序列来自于西南地区,长达449 a。另外,树轮密度序列在对温度响应的分异性问题以及评估强火山喷发的降温效应方面还存在争议。其争议源于树轮密度与温度关系还受到其他环境变量与人为因素的影响,因此今后研究还需关注树轮密度与降水、光照等其他气候变量的关系,同时也要注重树种、海拔、实验方法等非气候因子的影响。     

树木年轮对塔里木河生态环境变迁的印证

树木年轮是全球变化研究中获取过去气候环境演变数据的重要载体,具有定年准确、连续性好、分辨率及重建精度高等优势。通过单调趋势检验塔里木河上中游径流量与胡杨年轮的趋势变化情况,将树木年轮与历史文献记载相结合,分析塔里木河下游树木年轮对水分供给的响应情况,印证胡杨年轮对河道改道事件响应的准确性。结果表明：（1）1957—2010年,塔里木河上中游胡杨径向生长量在时间序列上逐渐下降,与径流有着相同的变化趋势,且下降趋势显著;（2）下游年轮标本显示1913-2000年胡杨径向生长量整体下降,1973-2001年更加明显而达到近100年最低水平,拉依河的形成、改道、重归故道等与历史文献记载相同;（3）生态输水工程的开展改善了下游生态环境,这从下游胡杨年轮上得到了验证,但近15年的生态输水远未使下游胡杨年轮生长量达到1920年以前的水平,说明目前的生态输水对荒漠河岸林的恢复能力也是有限的;（4）在胡杨年轮对水资源的响应分析中,小波分析方法与历史文献记载得出了相同的结论。     

贵州省乌江流域人口分布与地形的关系

研究流域人口分布与地形的关系,有助于了解地理环境对人口分布的影响。以贵州省乌江流域为研究区,基于DEM数据和人口数据,提取海拔、坡度、起伏度等地形因子,研究人口分布与地形因子的关系。研究结论：① 人口数量在海拔800~1400 m的地区超过60%,人口密度在1000~1200 m的地区最高。② 人口数量与人口密度随着坡度上升总体呈下降趋势。③ 人口密度在起伏度小于50 m的地区超过1000人/km ²,人口密度随着起伏度上升总体呈下降趋势。     

Spatial uniformity of sediment accumulation in varved lake sediments in northern Sweden

As part of an investigation aimed at assessing the potential of northern Swedish varved lake sediments for fine-resolution reconstruction of past climatic conditions, the following questions were addressed; how representative is a single core, does the appearance of varves change as the sediment ages, and how can varve thickness and within-varve structures be digitized? Analyses of replicate cores from Kassjön, using sample sequences of seasonal, annual and centennial time resolution, show that spatial variability of sediment accumulation in the varved sediment is very low. Comparisons of intensity curves from image analysis of freeze cores of recent sediments from Lake Nylandssjön, sampled in 1980 and 1985, indicate that the varves acquire their appearance at the sediment-water interface during sedimentation and that the varve structures are preserved during diagenetic processes. Measurement of varve thicknesses with a tree-ring microscope and with image analysis gave similar results. However, with image analysis, within-varve structures such as colour variations and thicknesses of seasonal layers, can also be recorded, increasing the possibilities for palaeolimnological and palaeoclimatic inferences.     

基于栅格数字高程模型提取特征地貌技术研究

本文对近年来基于栅格数字高程模型提取特征地貌技术进行了详细的研究,认为该技术的关键在于两个方面：一是如何定义地貌形态结构,二是提取算法的设计。本文提出了基于地貌学角度来定义地貌形态结构的方法,利用有限个数的形态要素的空间组合和对比分析来获取特征地貌,并可以对各种特征地貌形态进行符合物理意义的改进。     

TOPMODEL中地形指数ln 的新算法

TOPMODEL中地形指数ln (α/tanβ)被用来近似表征流域径流源面积和地下水水位的空间分布特征,目前广泛使用的计算地形指数的方法为多流向算法 (FD8算法)。本文首先介绍了多流向算法的基本原理,并基于此对流动累积分配中的有效等高线长度精确计算提出了几何锥面内切圆算法,同时改进了传统的地形指数中单位等高线汇流面积α的计算方法,增强了多流向算法对DEM中异常栅格的处理能力。改进后的地形指数新算法在两个不同流域和不同分辨率DEM上与传统多流向算法进行了对比分析。结果表明新算法在原理上更符合地形指数物理意义,实际应用中其计算结果更准确。这种地形指数新算法的提出对于流域水文过程机理分析及陆面过程定量化研究具有一定的现实意义。