基于深度学习和高分遥感影像的青藏高原东部融冻泥流阶地提取研究

融冻泥流阶地是一种典型的斜坡冷生型冰缘地貌,在青藏高原东部发现大量古融冻泥流阶地,其空间分布对于重建该区古多年冻土分布和古气候环境具有重要意义。融冻泥流阶地纹理复杂、几何形态不一、表面覆盖多样化,导致融冻泥流阶地遥感解译和自动提取困难,然而,深度学习方法能获取上下文多尺度语义信息,提高特征表达的能力,为融冻泥流阶地的大范围提取提供了重要手段。因此,本文提出了一种基于DeepLab V3+深度学习模型和高分辨率光学遥感影像的融冻泥流阶地自动提取方法,并在四川甘孜州新都桥周边地区开展了实验研究。结果表明：与人工解译结果对比,本方法提取结果的综合精度达到0.68以上,并经野外调查验证了其有效性;在该区共识别了9 203条融冻泥流阶地,主要分布在新都桥镇附近的山谷两侧;泥流阶地主要朝西北方向,坡度集中分布在20°~25°,海拔高程大部分位于3 650~3 750 m间,主要地表覆盖类型是草地。     

青藏高原融冻泥流型滑坡灾害及其稳定性评价方法

青藏高原多年冻土地区融冻泥流型滑坡属于长度与深度之比为无限大的浅层滑坡,应用无限斜坡分析方法研究滑坡的稳定性是完全合适的。考虑渗流方向与斜坡方向一致的情况,应用有效应力原理,本文推导出不同含水条件下融冻泥流型滑坡安全系数的解析表达式,绘制出了干土坡和完全饱水土坡稳定性分析图表,并对青藏公路K30 35里程融冻泥流型滑坡进行了稳定性分析及评价。     

基于高分遥感影像和集成机器学习的祁连山区融冻泥流识别研究

受气候变暖影响,青藏高原的多年冻土正在发生广泛的退化,主要表现为融冻泥流事件的频繁发生,对生态系统和当地基础设施造成深刻影响。融冻泥流的精准识别有助于理解融冻泥流的发生和演变机制。近年来尽管基于深度学习的融冻泥流识别取得了进展,但机器学习算法在该领域的识别能力仍有待探究。本研究基于GF-2卫星遥感数据构建了一种基于集成机器学习的优化面向对象融冻泥流识别算法,引入了纹理和几何等空间信息来辅助识别融冻泥流,并基于面向对象技术改善了识别模型的错分问题。此外,基于集成学习整合不同机器学习模型的优势,以获得不低于常用深度学习模型的识别精度。结果表明,基于递归特征消除（RFE）特征选择算法剔除了多维特征数据集中的冗余特征,证明了纹理和几何信息是融冻泥流识别的有效数据补充。在优化后的面向对象机器学习模型中,随机森林（RF）的识别精度最高,总体精度为87.43%。McNemar检验表明,与单一模型相比,集成机器学习模型显著提高了融冻泥流识别精度,其总体精度为93.14%。对研究区内融冻泥流的地形特征进行统计分析后发现融冻泥流主要发生在海拔3 200～3 500 m之间,坡度介于5°～25°,并且以东北...     

百色盆地右江阶地特征及演化研究

百色盆地位于广西壮族自治区西部,右江穿过盆地中间流向南东。笔者在前人研究的基础上,通过野外地质调查,得出了百色盆地西部地区普遍发育Ⅰ-Ⅲ级阶地,其中Ⅲ级阶地遭受断裂活动改造破坏,呈阶梯状台地,在百色市东富联村可见Ⅳ级阶地发育。总结了百色盆地右江阶地各级阶地特征,并通过TL热释光测年,得出了Ⅱ级阶地河流阶地底部堆积物的年龄为距今(16.736±1.422)×104～(17.712±1.506)×104a,Ⅲ级阶地河流阶地堆积物的年龄为距今(21.097±1.793)×104～(29.365±2.496)×104a。     

南宁盆地Ⅲ级阶地——断层控制下的埋藏阶地

采用热释光（TL）测年的方法对南宁盆地城区埋藏阶地及南宁盆地外围地区三级阶地进行了年代学对比,发现两者形成年代相近,从而确定城区埋藏阶地为三级阶地。同时对城区工程钻孔中出现阶地物质的钻孔进行统计分析,通过Sufer软件做出城区三级阶地厚度等值线图和顶面高程等值线图,找出城区三级阶地沉降特点,结合心圩韦村断裂峙村至老口段及屯里断裂中更新世活动特点,认为南宁盆地三级阶地的沉降,与心圩韦村断裂的峙村至老口段中更新世持续而剧烈活动有关,其沉降中心持续沿往东南方向迁移,但东南面边界为屯里断裂控制,从而使城区沉降最为明显。     

中亚地区阿姆河盆地查尔朱、布哈拉阶地构造特征及演化

阿姆河盆地是中亚地区重要的含油气盆地,位于阿姆河北岸的查尔朱阶地和布哈拉阶地为盆地的二级构造单元,其油气资源量占全盆地的一半。油气主要富集于阶地的局部背斜构造和生物礁圈闭中,这些圈闭与该区构造形成演化密不可分。利用常规地质资料,通过精细地层对比和地震资料解释,识别出两个关键界面:侏罗纪末的断拗转换面和早第三纪末的区域角度不整合面,并结合板块构造理论确定了构造变形时期。研究认为,侏罗纪以来两阶地经历了侏罗纪—白垩纪断陷—拗陷期和早第三纪抬升—改造期两个重要演化阶段,形成了上、中、下三大构造层。断陷—拗陷阶段的沉积控制了该区的构造格局;中构造层膏盐层的发育丰富了后期的构造样式。早第三纪—晚第三纪的构造运动使该区构造发生了强烈变革,形成了典型的逆断裂、走滑断裂带和不对称复合背斜构造带。     

共和盆地黄河阶地砾石组构特征与环境意义

对共和盆地12级阶地砾石层组构进行数理统计,计算各砾石层砾度、砾态、砾向等参数,分析砾石组构特征并探讨其环境意义。结果表明：(1)各阶地砾石成分复杂,以砂岩和石英岩为主;(2)砾石形态以扁球体为主,磨圆度中等,风化程度较低;(3)砾石层形成时流水作用强弱为T8>T7>T5>T4>T10>T2>T9>T1>T3>T6>T11>T12,其中T1、T3、T4、T7、T8和T11为稳定河流成因,T2、T5、T6、T9、T10和T12为流水冲积成因;(4)各砾石层主要来向和古水流流向与野外观察一致,T1、T2、T5、T6和T10砾石来向与古水流流向复杂,而T3、T4、T7、T8、T9、T11和T12砾石来向与古水流流向简单。研究结果反映的环境意义虽简单,但可与阶地年代数据相结合进一步揭示各阶地形成时的气候环境特征与地面抬升状况。     

黄河河套盆地段阶地砾石层的形成时代和物源分析

研究团队前期在河套地区发现了多级黄河阶地,并厘定了其沉积时代,但并未探讨其物源特征.在此工作的基础上,我们首次从物源的角度对河套盆地段黄河的形成演化进行探讨.对黄河临河段T3阶地、黄河库布齐段T9阶地砾石层进行砾石统计,发现两处古流向均为由西向东,证明物源来自黄河上游方向.在临河段黄河T3阶地、库布齐段黄河T9阶地基座和下伏白垩纪基岩三处采集锆石样品,发现河套盆地段黄河阶地下伏白垩纪基岩有三个主要峰值:250~310 Ma、1550~2160 Ma、2340~2700 Ma,而黄河T3阶地和T9阶地基座的锆石年龄谱除了以上三个峰值外,在380~490 Ma和600~1420 Ma两个区间也有明显峰值.将其年龄谱与已发表的黄河各地质年代沉积物的锆石年龄谱进行对比,我们发现白垩纪基岩的物源主要来自鄂尔多斯基底和周缘造山带,而河套盆地段黄河河床至少从(5.16±0.50)Ma开始接受来自青藏高原东北部的碎屑物的堆积,也即贯穿青藏高原东北部和河套盆地的黄河至少在此时就已经形成.     

民和盆地马厂塬遗址古地震与暴雨山洪泥流事件释光测年研究

通过对青海民和盆地详细的野外调查,在民和马厂塬遗址周围首次发现多处黄土地裂缝(呈现N 30°~40°W和N40°~50°E走向)。详细观察可见有一层红色粘土覆盖文化层,并且填充了这些裂隙,判定这是古地震与暴雨山洪泥流事件的沉积记录。对马厂塬遗址边墙村南剖面两个地点相同地层单元平行采样,应用单片再生剂量法(SAR)技术对红色泥流及其上下黄土夹层进行释光(OSL)测年研究,并对这些样品等效剂量(De)值进行统计分析,获得了较为可靠的OSL年代。综合OSL年代结果、全新世黄土地层关系、考古记录及研究区马家窑文化类型的放射性14C测年数据,确定这次古地震及暴雨山洪泥流事件发生在4.9 ka B.P.左右,对应于马家窑文化类型(5.3~4.8 ka B.P.)晚期。本文研究揭示了史前古地震事件与暴雨山洪泥流沉积物的OSL特征,对于马厂塬遗址环境考古和深刻认识民和盆地自然灾害的发生规律具有重要的科学意义。     

黄河上游官亭盆地全新世山洪泥流盛行期及其与全球气候变化关系研究

黄河上游青藏高原东北边缘的自然环境具有高度的敏感性和脆弱性,其对全球变化的响应受到国内外学术界的广泛关注。特别是关于官亭盆地喇家遗址及其周边区域的史前灾害与形成机制问题,国内外地学与考古学界存在激烈的学术争论。通过多年对官亭盆地黄河北岸古洪积扇前沿和第二级阶地及吕家沟、岗沟、马家沟等区域细致的野外考察,在该区域选取4个天然沉积剖面,对其进行高分辨率的系统性采样,并分析测定磁化率、粒度成分和砂级颗粒。结果表明：晚更新世晚期到全新世早期官亭盆地黄河北岸古洪积扇前沿和黄河第二级阶地区域沉积了风成黄土（L_1-1和L_t）,全新世中期形成了黑垆土古土壤（S₀）。该区域沉积剖面结构普遍的特征是,全新世中期黑垆土古土壤被山洪泥流层和山洪砂土层分隔为多个层段,这是发生在OSL年龄3960~3650 a,对应¹⁴C年龄3850~3600 a B.P.期间的大规模暴雨山洪泥流灾害事件造成的结果。这期间官亭盆地发生了两场多次大地震,并且伴随短时段高强度暴雨诱发的大规模山洪泥流,其在古洪积扇前沿溢出沟槽,扩散到黄河第二级阶地沉积下来,淹没农田和聚落,以喇家遗址为代表的大型齐家文化聚落由此而毁灭。通过与全球气候变化对比分析,发现这个山洪泥流盛行期发生在全球气候变化的转折阶段。气候恶化造成青藏高原边缘大气环流不稳定,对流旺盛,极端性暴雨频发。在史前人类土地开发利用与多次大地震造成的坡面失稳背景条件之下,暴雨诱发大规模山洪和泥流、泥石流等灾害性地表过程,毁灭了喇家遗址的齐家文化聚落。这个研究结果对于深入理解黄河上游史前气候环境变化、自然灾害和人地关系演变具有重要科学价值。

     

黄河中游响应气候变化和地表相对抬升发育阶地研究

揭示河流系统响应气候变化和地表抬升的机制是理解流域地貌演化以及水系发育过程的基础,其核心难题是如何充分认识它们在阶地发育中扮演的角色.以往的研究倾向于分开讨论气候变化和地表抬升在河流阶地发育中的作用,认为河流堆积/侧蚀和下切行为分别与冰期和间冰期气候对应,或者将阶地作为地表抬升的直接证据.首先,从上下游河段对比的视角初...     

地形面方法在渭河盆地活断层研究中的应用

本文主要依据地形图和航空照片解译，并经已有地质、钻孔资料验证及野外实地考察的方法来研究地形面及其变形特征，由此确定渭河盆地活断层的分布，最新活动特征及活动规律，为地震预报及地震危险分析提供依据。     

黄河上游官亭盆地古洪积扇前沿全新世地层序列研究

青海官亭盆地喇家遗址史前巨大灾难事件,是我国史前环境变化与文明演变研究领域的热点之一。通过对官亭盆地喇家遗址北侧大红山前古洪积扇前沿地带的野外考察,进行土壤沉积物地层划分、结合理化指标测试分析,发现该地带土壤与沉积物的基本层序,自下而上依次为晚更新世马兰黄土（L₁）—全新世早期过渡性风成黄土（L_t）—全新世中期古土壤（S₀）—全新世晚期风成黄土（L₀）—现代耕作土壤（MS）。这个层序特点与黄河北岸第二级阶地喇家遗址区域相同,也与黄土高原地区全新世土壤沉积物的层序相同。在全新世中期黑垆土古土壤（S₀）中夹有三层红色泥流沉积层（RC₁、RC₂、RC₃）,是全新世中期后段气候恶化条件之下,暴雨山洪泥流溢出沟槽在地面扩散沉积形成。该地带以RC₁为代表第一期山洪泥流事件早于喇家遗址毁灭的年代。以RC₂为代表的第二期山洪泥流层卷入密集的木炭屑和杂物,表明在山洪泥流发生的时候有火灾发生,这对应着3 850 a B.P.毁灭喇家遗址的大地震和山洪泥流群发生灾难事件。以RC₃为代表的第三期山洪泥流事件,与喇家遗址区域相同发生在3 600 a B.P.。其后在古洪积扇前沿到黄河第二级阶地的范围,再没有发生山洪泥流溢出沟槽扩散覆盖土地并且毁灭聚落成灾的现象。在喇家遗址北侧古洪积扇区域建立了全新世土壤地层序列,分析了该地带山洪泥流与喇家遗址灾难事件的联系。这对于研究揭示史前时期以来官亭盆地人地关系演变具有科学意义。     

江西信丰县大塘红盆地露头层序地层学及盆地演化初步研究

在1：5万区调基础上，依据陆相纸盆地层序界面的性质及层序体系域的划分原则，对江西省信丰县大塘盆地层序的发育特征进行了初步研究，共识别出3个SB1和1个SB2界面，划分出四个三级层序，并建立了岩石地层格架；每个三级层序由三个体系域（LST、TST、HST）组成，并发育若干个四级旋回；分析了影响层序形成的主控因素；大塘盆地的发展大致从晚白垩世坎潘期开始至马斯特里赫特期末，经历了四个由断陷-盆地扩张-盆地萎缩的党政军化过程；各阶段的构造活动、物源区特征、古气候变化、古生物特征、湖泊性质等经历了各自的发展历程。     

青藏高原风火山盆地地层含矿性及矿床成因研究

通过对盆地形成过程的研究,认为风火山盆地经历了基底、古地貌盆地、沉积盆地及构造盆地4个阶段,在晚白垩世沉积形成.地层含矿性特征表明,晚白垩世风火山群砂岩夹灰岩组和砂岩组地层是含矿地层,其中砂岩夹灰岩组是主要含矿地层,与铜矿成矿关系密切.矿床成因分析认为,盆地附近的隆起区作为蚀源区,其晚三叠世地层及其他浅成侵入岩等,为沉积盆地提供了沉积物,也为盆地地层沉积提供了铜质来源.在砂岩夹灰岩组和砂岩组地层中,还原、碱性环境下沉积形成的灰绿色碎屑岩形成了矿源层,经过后期的活化、迁移、富集,形成了沉积一改造型层控铜矿床.     

裂谷盆地构造控制地形-沉积体系演化研究与面临问题

裂谷盆地早期构造作用强烈，充填作用发生在由构造控制的盆地内。盆地的古地形通过物源区侵蚀和沉积物流的盆内输送而影响沉积体的类型与堆积样式。断裂的生长、传播、相互作用、连接与死亡控制了古地形的周期演化，对沉积体系的演化施加了强烈的影响或控制。伸展盆地地层发育的控制与过程的研究主要反映在断层的生长过程、裂谷盆地的侵蚀、汇水和沉积物流等方面的精细研究。此方面研究面临的问题不仅包括研究的精细程度和技术，而且包括相关分支学科的合作。     

合肥盆地中、新生代沉积相初步研究

合肥盆地是与大别山造山带有密切关系的山前前陆盆地，盆地中、新生界沉积物主要来自南面大别山区以及盆地东部、北部剥蚀区。通过野外实际踏勘、室内岩石薄片显微分析，认为合肥盆地中、新生界发育的沉积相主要有冲积扇相、河流相和湖泊相，其中以河流相最为发育。该盆地中、新生界油气源条件比较丰富，储盖条件良好，生储盖组合形式多样，存在多种油气圈闭类型，是一个油气勘探潜力较大的陆相沉积盆地。     

龙川江盆地电阻率特征初步研究与应用

本文介绍了应用EH4电阻率成像系统研究龙川江盆地基底以及玄武岩盖层特征的成果，根据对实测资料的解释，划分出盆地不同部位基底，玄武岩，沉积岩系的分布。在圈定电性差异明显的地质体时，该物探方法十分有效。