坡度随水平分辨率变化及其空间格局研究

以黄土丘陵沟壑区的县南沟流域为研究区,基于1∶1万地形图,利用ANUDEM软件生成5m到200m分辨率DEM,并利用Arc/Info中计算坡度的方法提取了各种分辨率的坡度。研究表明,随着DEM分辨率的降低,单个样点坡度值表现出不确定性,但同一坡度级所有栅格点的坡度均值呈现一定的规律性,低坡度段表现为先升高后降低,中坡度段呈现微弱变化,陡坡度段呈现对数降低趋势;沟沿线上坡度值呈比较剧烈的下降趋势、分水线和流水线上坡度缓慢下降。     

地图水系综合中等高线簇与河网协同的汇水区域提取方法

在地图水系自动综合中河流选取需要建立对不同河流重要性程度的有效判别。由于河流汇水区域直接反映河流的作用空间,因而其面积大小成为关键性的量化指标。目前基于河流的汇水区域自动提取方法主要从河流单一要素出发,按“空间均衡竞争”思想平分河流之间的区域,由于未考虑地形因素使得提取的汇水区域往往存在偏差,而传统基于DEM的汇水区域提取虽然考虑了地形,但没有与河流目标建立显性的对应关系。河流是一种天然的沟谷地性线,与山脊线具有对生互补的空间耦合关系,本文提出了一种等高线簇与河网双要素协同的河流汇水区域提取方法,该方法对河流与等高线的目标集合构建约束Delaunay三角网(CD-TIN)并将三角形分类,对不同类型的三角形分别采用骨架线提取规则与梯度向量引导的分水线搜索规则提取分水线段,连接形成网络结构并依此计算各河段的汇水区域。实验结果表明,本算法能更准确地提取河流汇水区域,从而为河流综合选取提供有效支持。     

基于DEM的黄土地貌逼近度因子构建及特征分析

沟谷源点作为沟沿线上最为活跃的部位,其分别到上游分水线、下游沟谷线的流线空间比对关系,是表征三线空间结构的重要突破口。它在空间上向流域分水线逼近的程度,是量化黄土流域地貌系统发育程度的重要切入点。为探究黄土地貌区流域沟谷源点向流域分水线逼近的程度,揭示黄土流域地貌发育进程及该进程所表现的主要侵蚀方式,本文从水平和垂直2个维度,构建量化三线空间结构关系的核心因子--逼近度(PI),其中包括水平逼近度(HPI)和垂直逼近度(VPI),基于5 m分辨率数字高程模型,在陕北黄土高原遴选了包含16种地貌类型的42个样区,利用数字地形分析方法,探讨其平均值(MHPI, MVPI)的空间分异规律。另外,选择其中南北序列分别代表黄土塬、残塬、梁状丘陵沟壑和峁状丘陵沟壑区的淳化、宜君、甘泉和绥德4个地区,完备包含一至五级别沟谷的典型流域为重点实验样区,探讨陕北黄土高原流域尺度平均逼近度变异指数(MPIV)序列性特征。实验结果表明:①陕北黄土高原平均逼近度(MPI)存在强烈的空间自相关,MHPI在南北序列上先增大后减小,东西方向上逐渐减小,在黄河沿岸峡谷丘陵区MHPI达到最大;MVPI由西南-东北先减小后增加,由西北-东南逐渐减小,在渭北黄土台塬区达到最小;②在流域尺度上,MPIV值的正负与黄土塬区、丘陵沟壑区敏感相关;③4个重点样区MHPI、MVPI与其它地形因子存在南北序列上的一致性。104个外部汇流区平均水平逼近度与平均坡度相关性较好(P=0.43, a<0.001),平均垂直逼近度与面积高程积分强烈相关(P=0.75, a<0.001)。平均逼近度指标综合考量了黄土高原地区最典型的三条具有结构控制意义特征线的空间关系,对黄土地貌的发育程度有明显的指示性意义。     

基于地理信息二三维联合显示的地质灾害体遥感解译研究

滑坡是指在重力作用下,岩体或其他碎屑沿一个或多个破裂滑动面向下做整体滑动的现象。在我国乃至全世界范围内,滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失。但是由于滑坡所处位置具有危险性、隐蔽性的特点,在一定程度上给人们进行实地监测、预警带来了诸多不便。近年来,遥感和GIS技术飞速发展,尤其在自然灾害的识别、监测等领域正发挥越来越重要的作用。论文选择澜沧江中下游的部分沿岸区域作为研究区,针对目前滑坡灾害的研究现状,探讨在ARCGIS和ENVI软件平台上,基于30m空间分辨率的LandSat5TM影像和2.5m空间分辨率的Spot5卫星影像以及DEM数字高程影像进行二三维联合显示,提高目视识别验证的效果;并依次通过决策树分类,遥感影像的目视解译进行滑坡的粗提取;基于山影数据、分水线、汇水线、坡度分类等数据精确识别滑坡;并利用谷歌地图和实测的滑坡数据对结果进行验证,取到了较好的识别效果。     

分水线、汇水线的多分辨率多阈值提取分析

分水线、汇水线是水文信息的基础要素,其提取的方法有很多种。选择其中最为方便实用的一种作为研究方法,以四川省泸定县为研究区域,将DEM分辨率和平面曲率的阈值作为提取过程中的不确定性因素,通过分析不同分辨率DEM数据在设置不同平面曲率阈值情况下生成的分水线、汇水线的线密度的差异变化,从而体现出两者大小对分水线、汇水线提取的影响,为该地区水文参数的准确获取提供依据。     

面向DEM地貌综合的山脊线等级划分研究——以黄土丘陵沟壑区为例

山脊与沟谷一样具有明显的等级层次结构,但目前对山脊线的层次等级特征描述存在缺失.该文结合现有的沟谷等级划分方案,综合考虑山脊线与沟谷线的耦合关系,提出了一种山脊线等级划分的方法.通过在黄土丘陵沟壑区的实验显示,该方法简单易行,分级结果合理.该研究可望完善现有对地貌形态特征描述的方法,也为等高线及DEM的自动简化与综合提供重要的条件.     

陕北黄土区流域分水线土壤干层分布

陕北黄土区切沟密集,地形支离破碎,地形与植被共同作用下土壤水分状况较为复杂。通过长期定位观测深剖面土壤含水量,分析了流域分水线深层土壤水分时空动态及干层分布特征。研究结果表明:生长季0~3 m土层土壤水分亏缺,生长季后1.2 m以上土层亏缺水分得到补充,但该深度以下土壤水分含量未得到恢复,其中2.6~6.4 m深度范围缺水严重,流域分水线土壤水分含量出现明显的垂直分层现象;各观测点土壤含水量随深度的分布曲线、极值出现深度和干层深度范围不同,剖面干层随各分水线走向表现出不连续分布的特点;分水线干层平均起始深度为2.03 m,厚度为0.4~8 m,干层土壤含水量均值为9.03%,干层厚度与起始深度和干层土壤含水量均呈负相关关系。比较而言,陕北黄土高原干层发育严重程度较突出。相关研究结果可为流域土壤水资源分布及土壤水库功能评价提供理论依据。