湖泊水下数字高程模型建模方法及应用模型

介绍了当前湖泊水下地形测量的一般方法和作业过程。针对逐点插入构建不规则三角网算法，本文提出了效率改正算法和格网索引号快速计算算法。基于不规则三角网，给出了湖泊水下数字高程模型的一般应用模型——任意点高程计算、填挖方计算模型及等深线计算模型。     

数字高程模型信息提取与数字水文模型研究进展

回顾了数字高程模型(DEM)数据的信息提取方法,阐述了由DEM提取的信息在水文水资源领域应用的现状,探讨了数字模型在水文科学中的作用和数字水文在数字地球所处的地位及应用前景。     

基于数字高程模型的地形干涉纹图的模拟

利用数字高程模型模拟一地区的地形干涉纹图 ,这方面的专门报道不多 ,但由于其在实际的雷达干涉测量技术中的广泛应用 ,经过专门从事这方面研究的科学家们和一些商业公司的共同努力 ,目前这方面技术已逐步走向实用化 ,在一些图像处理软件系统 ,如Ｅａｒｔｈｖｉｅｗ中已具有这方面的模块。虽然这些商业化的软件大都具有较好的应用性 ,但商业运作的版权保护使许多中国用户并不能得到这些软件系统 ,所以有必要研究开发具有自主权的图像处理软件。作为一门新型的遥感技术 ,近几年来 ,雷达干涉测量技术在中国得到了广泛应用 ,基于数字高程模型的…     

与遥感数据数字分析相复合的数字高程模型软件包

目前,人们对辅助数据与数字图象分析的复合普遍关注。其中,一个重要的辅助数据类型是数字高程模型(简称DEMs),以及由此派生的数据集合。然而,在现行图象分析系统中要求使用这些数据的软件却不多见。 这篇文章概述了DEMs在遥感数据数字分析中的作用,阐述了遥感应用中使用和处理DEMs的运算软件包(PRODEM)。这个软件包的一个重要特性是它包含了数据操作和格式转换模型。并允许直接同图象分析系统接口。     

基于数字高程模型的岩溶地貌类型划分——以1:5000西南岩溶区地质填图试点为例

数字高程模型可以定量描述地貌,而基于峰丛洼地实体的岩溶地貌量化统计方法目前尚未确立。文章在1：50 000地质测量的基础上,将西南岩溶区地质填图试点地区的地层重新划分组合为火山岩层组、碎屑岩层组、灰岩层组、白云岩层组、泥灰岩层组、灰岩碎屑互层层组、白云岩碎屑岩互层层组7种层组类型;基于1：50 000数字地形图构建了研究区数字高程模型（DEM）,通过空间分析技术建立了区域洼地锥峰DEM,以岩溶层组为统计单元,分析出各个单元的锥峰洼地数字特征,并定义锥峰洼地发育系数（k）,量化峰丛洼地发育程度,将研究区地貌划分为5种地貌类型：峰丛洼地（k＞8.5）,锥峰洼地极为发育;峰丛谷地（1.9＜k≤8.5）,锥峰较为发育,洼地中等发育;丘岭谷地（0.9＜k≤1.9）,锥峰弱发育,洼地极少发育;溶蚀中山（0＜k≤0.9）,锥峰、洼地极少发育;侵蚀中山（k=0）,发育冲沟,无岩溶形态发育。     

数字高程模型预处理方法的研究进展

数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)是地形表面形态属性的数字化表达,被广泛应用于流域水文模拟中河网水系的提取.从DEM直接提取的河网水系及相关的流域地理空间信息,是分布式水文模拟的地理信息平台.由于DEM中洼地和平坦区的存在会影响水流方向的确定和数字河网的正确提取.因此在河网自动提取过程中必须首先对DEM数据进行预处理.本文对国内外各种DEM预处理方法进行了归纳总结.将DEM数据预处理方法分为两大类:分步处理法,以及一体化处理法.分步处理法按处理对象又可分为洼地处理方法和平坦区处理方法两部分;而一体化处理法则采用迭代算法同时对洼地和平地进行处理.     

数字高程模型分辨率对流域地形特征参数的影响

地形特征(如高程和坡度)和水文特征(如河流长度和河流坡度)是分布式流域水文水质模型的基础输入参数,用于量化描述模型模拟流域的自然特征。这些特征参数的准确性直接影响水文水质过程模拟的准确性。应用数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)在4个不同地形的子流域研究了10种不同分辨率DEM对平均高程、流域面积、坡度、河流坡度、最长河长等参数的影响。结果表明,随着DEM分辨率降低,流域地形变缓,流域平均坡度逐渐减小;随着DEM网格分辨率的变化,子流域划分范围和河道位置也都可能发生变化,且该变化在地形起伏较小的丘陵平原地区较明显,子流域集水面积和河长进一步随之改变;河流坡度随DEM分辨率降低则呈无规则变化。从地形和水文参数两方面揭示了DEM 分辨率在分布式流域模型中的不确定性影响。     

基于数字高程模型因子分析的地球化学异常提取

利用R型因子分析方法,对西北某地区1∶5万图幅岩屑样测试数据进行了分析,提取了5个代表性因子,绘制地球化学分区图。结合区域成矿地质背景、研究区地质条件及野外地质调查发现的41个矿化点,确定具有成矿意义的因子F3(Cu-Zn-Ag组合)。利用基于GIS数字高程模型对F3因子进行异常信息提取,结果显示76%的铜矿化点与异常吻合,较铜单元素圈定的异常提高了10%。异常主体位于志留系公婆泉组变质安山岩与石炭纪侵入岩的接触带(岩性偏安山岩),野外异常查证发现这些异常部位多见矿化现象。研究区北部钾长花岗岩区出现的少量弱小异常,为岩浆热液有关的黄铁矿化及黄铜矿化引起。槽探工程进一步验证了该方法在中大比例尺异常提取方面的良好效果。     

我国岩溶地区碳汇研究进展与展望

20世纪90年代,我国率先开展了岩溶作用与碳循环研究。文章在系统总结相关研究进展的基础上,阐明岩溶碳汇的原理,提出基于地球系统科学理念的岩溶流域6种碳循环过程模式,揭示了岩溶碳汇的稳定性并回答有关学者对岩溶碳汇的质疑,从四大圈层的碳循环角度提出发掘岩溶地区碳汇潜力的新理念。在综述岩溶地区碳汇人工干预研究进展的基础上,分析了石漠化综合治理、岩溶土壤改良、水生生物固碳、加速岩溶过程等人工干预措施的碳汇潜力及研究应用方面的不足。提出了下一步岩溶流域碳汇调查研究监测和技术创新发展方向,以及固碳增汇试验示范工作思路。     

Terrain correcting Australian gravity observations using the national digital elevation model and the fast Fourier transform

The release of a digital elevation model (DEM) for Australia on a 9″ (～250 m) grid has enabled the computation of gravimetric terrain corrections thus allowing the computation of complete Bouguer anomalies across the continent. The terrain correction was calculated through a two‐dimensional fast Fourier transform algorithm applied to a linear, planar approximation of the terrain‐correction formula, and with a constant topographic density of 2670 kg.m^‐3. The technique was applied to two datasets in order to test for instabilities in the terrain‐correction algorithm: the original 9″ DEM, and a 27″ DEM averaged from the 9″ data. The 27″ terrain corrections were compared with values supplied by the Australian Geological Survey Organisation in Tasmania: 86% of these data were found to agree within 3.91 μm.s^‐2; 98% agreed to within 5.32 μm.s^‐2 (1σ).     

多尺度数字高程模型

以岩土工程边坡数值模拟仿真可视化为研究对象,分析、研究了数字高程模型(DEM)和样条函数。将非均匀B样条曲面拟合和准均匀B样条小波多尺度分解结合起来,实现多尺度DEM地形建模方法,设计了相应的算法。实验结果表明,其建模造型效果逼真,多尺度分辨率明显,是一种高效实用的建模方法。     

基于面积-高程积分值的喀斯特地貌演化动力机制研究

洼地是喀斯特地形分化的元地形,定量化阐述洼地与整体地貌之间的协同演化对于揭示喀斯特地貌空间结构差异及其差异演化的动力学机制具有重要意义。将地理信息系统的数字地形分析与戴维斯地貌循环论、面积-高程法结合,以盘龙河-泸江喀斯特流域为研究对象,探讨从古夷平面向阶梯状地形格局转变背景下喀斯特地貌的分异规律及其动力学机制。结果显示：1）从上游、中游到下游,洼地的数量分别为8145个、5636个、1883个,平均密度分别为1.96个/km²、1.23个/km²、0.61个/km²,平均深度分别为22.6 m、34.9 m、12.8 m;峰丛数量分别为9094个、7281个、5710个,平均密度分别为2.19个/km²、1.59个/km²、1.86个/km²,平均高度分别为29.3 m、47.8 m、26.1 m。2）从流域汇口到源头可划分为堆积孤丘平原、构造侵蚀花岗岩中山、斜坡峰丛谷地、溶原缓丘-断陷盆地和构造溶蚀亚高山这5个地貌区,对应的平均坡度分别为16.8°、23.5°、22.4°、12.5°、19.8°,平均起伏度分别为311 m、605 m、393 m、170 m、323 m。3）流域平均面积-高程积分值为0.352,洼地平均积分值为0.508,属溶原背景下的回春型壮年晚期地貌,5个地貌区的区域面积-高程积分值分别为0.147、0.425、0.510、0.355、0.397,洼地面积-高程积分值分别为0.116、0.302、0.598、0.481、0.278。反映高原隆升形成的梯级坡降奠定了盘龙河-泸江流域差异性喀斯特地貌发育的基础,即海拔梯度上的结构动力学和水系发育带来的流域汇流、侵蚀溶蚀顺水力坡度变化,具体过程是洼地的发育和合并。从区域积分值和洼地积分值的大小关系,结合各地貌区内的海拔、坡度、起伏度特征和野外地质地貌调查,认为当洼地面积-高程积分值大于区域面积-高程积分值时,洼地强烈新生和扩张,地貌向起伏度增大的青年期发展;反之洼地发育减弱或停滞,地貌向夷平蚀低的准平原化发展。由此可见,洼地面积-高程积分值可作为喀斯特区地貌演化动力增强或减弱的定量化指标。

     

数字高程模型（DEM）在构造地貌研究中的应用新进展

简要介绍了数字高程模型（DEM）的基本概念,系统总结了近些年来DEM空间分析技术在构造地貌研究中的最新进展,列举并讨论了DEM相关数据和技术在典型地貌特征分析和宏观构造地貌演化研究中的典型应用实例。数字高程模型（DEM）理论和数据精度的不断发展和提高,DEM及其空间分析技术与相关地学研究手段相结合的复合分析,必将为构造地貌研究实现定量化提供强有力的技术支持。     

西南喀斯特区土壤侵蚀研究进展

西南喀斯特区土层浅薄、成土速率低等特点决定了其允许土壤流失量小,土壤一旦流失,极难恢复,土壤侵蚀及其造成的石漠化现象已成为制约该区可持续发展最严重的生态环境问题。文章首先明晰西南喀斯特区土壤侵蚀特征,从坡面、小流域和区域三个尺度上系统概括西南喀斯特区土壤侵蚀的相关研究进展。针对当前喀斯特区土壤侵蚀研究野外径流小区、小流域及区域空间尺度数据缺少和相关研究模型限制性强等不足,建议从不同尺度深入研究喀斯特区土壤侵蚀发生发展规律及时空演化格局,并结合高新遥感、地球物理探测技术及模型,同步监测坡面—小流域—区域土壤流失,对土壤侵蚀进行定量评估,结合不同空间尺度土壤侵蚀特征构建系统性水土保持生态恢复治理模式和监测系统评价体系。     

DEM在构造地貌定量分析中的应用与展望

作为一种描述地形起伏特征的数据模型,数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟（即地形表面形态的数字化表示）,为研究地表的演化过程提供了数据基础。文章归纳梳理了DEM在基本地形因子、流域地貌特征、古地貌面的重塑、构造地貌发育模式、地貌分类与制图以及地形特征提取算法等领域的应用现状。总的来看,DEM研究对象以陆地为重点,以河流地貌和山地地貌为主要内容;研究过程从早期对地貌形态的定性描述向多种地貌参数的半定量、定量分析转变;研究尺度空间上从某个小流域到整个造山带,时间上从数小时向百万年扩展。构造地貌演化时间序列的不确定性、地貌参数获取的复杂性、地形模型算法的多样化以及DEM生成过程中的误差因素,这些均影响构造地貌定量分析结果的准确度,因此在归纳梳理已有研究成果的同时,对DEM在构造地貌研究领域的应用进行了一些思考。      

桂林岩溶地貌发育演化过程地文期的解析

从地文期角度,分析桂林岩溶地貌的发育演化过程,为研究岩溶地貌发育演化规律及探讨岩溶地貌保护利用和可持续发展提供科学依据。通过调查区内地层、地貌的空间展布特征,塑造地貌营力（水系）变化,结合区内构造发展史及岩相古地理环境变化等要素,对桂林地貌发育演化过程的地文时期进行解析。研究表明,①中三叠世—白垩纪晚期,由地壳升降运动引起海进海退,为研究区现代岩溶地貌发育奠定了物质基础和地势基本构架;②古新世—上新世,区内发育的内陆断陷、凹陷盆地,为现代岩溶地貌发育水动力奠定了地形条件;③渐新世末期,广西南部断块构造异常显著,区内向南流的水系溯源侵蚀能力加强,使阳朔与桂林水系贯通（漓江的形成）,在水文效应下塑造了桂林现代岩溶地貌景观。因此,根据区内地质演化史、外部营力变化（水系）、地貌特征等要素,桂林岩溶地貌发育演化分为猫儿山期、山盆期和漓江期3个地文期。     

岩溶关键带水循环过程研究进展

岩溶关键带处于岩石、水、土壤、大气、生物五圈交汇地带。正确认识岩溶关键带的结构、功能及其水文循环过程是当前地球关键带与岩溶水科学研究的关键问题。剖析了岩溶关键带水循环过程与演变规律、水循环过程在岩溶关键带中的作用,探寻变化环境下岩溶关键带水循环过程演变的规律与驱动机制,总结不足与问题,提出未来研究的总体趋势和方向:岩溶关键带形成与演化和水循环过程相互作用机制;岩溶关键带水循环驱动的物质转化与能量迁移过程及其耦合;水循环过程在不同时空尺度上对全球变化与人类活动干扰的响应;多种观测与模拟手段的综合应用。