基于DEM的澜沧江流域水文信息提取方法的研究

从DEM中提取地形、地貌信息是当今GIS空间分析领域中的一个重要方面。而河网提取、子流域划分以及分布式水文模型等对水文地理信息的分析、模拟技术和方法更是其中的难点。本文针对常用的水系提取方法,简单介绍其基本原理,并对澜沧江流域进行了水文信息提取试验,对试验结果进行了比较和分析。     

盐扩散法水文测井在焦家金矿床深部详查中的应用

盐扩散法水文测井属地球物理勘探方法,在焦家金矿床深部详查中取得了很好的效果。该文简要说明了盐扩散法水文测井的基本原理,详细介绍了盐扩散法水文测井的工作步骤,系统总结了盐扩散法水文测井的异常规律,根据加盐水前后流体电阻率的变化,判断出水位置、水的补给方向及淡水或咸水。     

同位素与水文地球化学方法在矿井突水水源判别中的应用

通过对抚顺老虎台矿区各类水体的同位素及水化学特征研究,阐述了地表水与矿井各开采水平及73003#突水点的同位素和水化学特征及其相互关系,论证了矿井上覆白垩系砾岩含水层与73003#突水点的联系.研究表明:73003#突水点的同位素及水化学特征与地表水及其他开采水平差异较大,而与白垩系砾岩水的同位素及水化学特征相似.根据同位素、水化学特征及混合计算发现,突水点的水是白垩系地下水与第四系地下水的混合,且自垩系砾岩水占67%,占主导作用;矿井突水通道为活化的F1断层.     

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性分析提供依据。     

两变量联合分布在水文频率分析中的应用研究

本文以汀江流域上某站点的实测洪水资料为样本,利用Gumbel-Hougaard Copula函数构建两个边缘分布为P-III型分布的年最大洪峰流量系列与年最大七日洪量之间的联合分布.实测资料的率定结果表明,年最大洪峰流量和年最大七日洪量的联合观测值的理论概率分布与经验概率分布拟合得很好.并基于此理论联合分布,进行了一些分析计算.     

3S技术在我国生态环境动态演变研究中的应用进展

3S技术可实现对区域生态环境演变各要素的综合、动态、实时监测,是进行生态环境动态监测与研究领域不可替代的重要观测手段和信息处理工具。本文通过介绍生态环境监测必要性、3S发展历程及总结该技术在生态环境动态监测与演变分析研究中的优势及特点,对3S技术在我国生态环境动态监测领域的应用现状进行了综合分析;基于对地综合观测系统的全球发展视角,从监测内容尺度、技术研究方法、监测分析手段及多源技术融合等方面阐述了3S技术在我国生态环境动态监测领域面临的机遇与挑战。     

GIS在全球变化研究中的应用及专题系统的研制

地理信息系统是研究全球变化的重要工具,反过来,全球变化的研究也将促进地理信息系统乃至地球信息科学的发展。本文简述了地理信息系统在全球变化研究中的应用、基本框架和能力建设的主要方向,并以全球变化对森林的影响研究为例说明全球变化研究中专题型地理信息系统研制的方法及其实现过程。     

地质统计学在含水层参数空间变异研究中的应用进展与发展趋势

科学合理评价地下水资源,对统筹规划、合理开发利用区域地下水,保障区域生态环境安全至关重要。获取含水层参数空间变异规律是解决地下水渗流、污染物运移、地下水开发利用等诸多地下水问题的重要基础。然而,受常规勘察技术所限,含水层非均质性难以直接刻画。两点地质统计学通过变异函数确定随机变量相关关系,解决地质变量空间线性估计并表征其各向异性;多点地质统计学突破了空间两点间相关关系的局限,通过多点训练图像建模,有效反映含水层参数变量空间分布特征,也更适合模拟复杂结构地质体。据此,本文对常用的两点地质统计学在含水层参数空间变异研究中的实际应用作了简述和探讨,并以含水层渗透系数为媒介,阐述了岩土电阻率和水力梯度或水头与渗透系数在地质统计学中运用的限制性协同关系。应用对比了多点地质统计建模与传统地质统计建模相比所具有的优势,并探讨了后者受自身算法、建模方法等制约现如今仍然尚未解决的问题及未来发展方向。指出在卫星、雷达及遥感技术快速发展背景下,数据同化、机器学习等手段融合、集成和尺度推绎多源、多空间、多分辨率空间数据帮助地质统计学实现数值建模是大势所趋。     

利用Jason-1数据监测呼伦湖水位变化

卫星测高为内陆水域水位变化的实时和连续监测提供了一种高效的技术工具．但是这种应用受到数据点覆盖稀疏的限制。利用Jason-13年（2002-2004）GDRs测高数据作简单的数据编辑,并进行必要的地球物理改正．最后得到内蒙古地区呼伦湖水位变化的时间序列。呼伦湖地区由于近年来持续干旱,水位呈现明显的下降趋势．年平均下降约0．3～0．5m。在一般的内陆水域．水位变化主要取决于降雨量和蒸发量,所以,根据卫星测高所得的水位变化信息．可以为区域气候变化的研究提供一种全新的技术与方法。     

顾及DEM误差空间自相关的地形变化检测方法

传统的地形变化检测方法忽略了DEM误差的空间自相关性,针对此问题,本文提出了顾及DEM误差空间自相关的地形变化检测方法。首先,通过2期DEM相减得到差值DEM(DoD),并通过蒙特卡罗方法评估DEM的误差空间分布;其次,基于DEM误差空间分布图,通过误差传播公式计算DoD误差,并使用半变异函数分析其空间自相关程度;最后,在误差空间自相关分析和显著性检测的基础上计算地形变化量（体积）和对应的误差限。本文在4个黄土小流域进行了实验,结果表明：无人机摄影测量DEM的高程误差存在一定程度的空间自相关,通过光束平差蒙特卡罗方法可以模拟无人机摄影测量DEM的误差空间分布;在进行地形变化检测时,使用误差空间分布代替中误差进行地形变化检测有效降低了检测结果对显著性阈值的敏感性;显著性阈值从68%提高到95%时,使用误差空间分布的检测结果损失的观测值比使用中误差低5.39%～6.75%。顾及空间自相关的地形变化检测方法能够更加科学、精确地量化地形变化特征,也可有效地应用于地表变形监测、流域侵蚀监测、输沙量评估等领域。     

青藏高原湖泊面积动态监测

高原湖泊的动态变化对区域水循环具有重要影响。受全球气候变化的影响,青藏高原湖泊自20世纪90年代开始呈现剧烈扩张趋势。为揭示近年来青藏高原湖泊面积的时空变化规律,本文提出了一种改进的半自动湖泊提取算法,结合环境减灾卫星（HJ-1A/1B）和Landsat系列卫星影像数据,对青藏高原内流流域中面积大于50 km²的127个湖泊进行了连续6年的动态监测,并分析了该区域2009-2014年湖泊面积时空变化特征。研究结果表明,该区域湖泊整体呈现显著扩张趋势,年均变化速率为231.89 km²yr^-1（0.87 %yr^-1）,6年间湖泊面积扩张速率有所减缓。其中,扩张湖泊有104个,收缩湖泊有23个,变化速率分别为271.08 km²yr^-1（1.02 % yr^-1）和-39.19 km²yr^-1（-0.15 %yr^-1）。不同区域湖泊面积变化具有明显差异,主要表现为东部及北部大部分区域湖泊扩张,南部地区大部分湖泊面积稳定,萎缩湖泊主要分布于研究区四周。最后,本文通过分析冰川融水补给对湖泊面积变化的影响,发现存在冰川融水补给的湖泊面积变化率远大于不存在冰川融水补给的湖泊。由此可见,近年来冰川融水的增加是促进青藏高原内流流域湖泊扩张的主要因素之一。     

THE HYDROLOGICAL CHARACTERISTICS AND WATER BUDGET OF QINGHAI LAKE DRAINAGE BASIN

The rapid shrinkage of the surface area reflects the long-term deficit water budget of Qinghai Lake. Study of the yearly hydrology and meteorology in the lake catchment basin and the hydrologic factors as well as water budget led to the conclusion that evaporation exceeding the water input resulted in the drop of lake level, thai the obvious decrease of runoff to the lake and precipitation on the catchment accelerated the falling of lake level before 1987. and that increase of about 6.7% in rainfall on the whole basin will balance the lake's water budget.     

我国地质制图的SRTM DEM数据应用研究

为了满足目前地质图件在立体制图方面的需求,采用SRTM DEM为数据源,通过SRTM DEM地质制图应用与要素分析制图等处理,进行了等高线与坡度、坡向的快速提取,并以湖南省与安徽省的地质图为例,做了MapGIS平台下的地质图可视化分析.证明将SRTM DEM作为地质图的一个图层要素加以显示,增强图件的立体感的可行性,同...     

青海湖流域植被盖度时空变化研究

高寒区植被变化一直是气候和生态学领域关注的热点问题。本研究基于MODIS NDVI数据计算的植被覆盖度数据和高分辨率气象数据,分析了青海湖流域2001-2017年植被覆盖度分布格局及动态变化,探讨了其对气候变化、人类活动和冻土退化的响应。结果表明：① 近十几年青海湖流域植被覆盖度整体表现为增加趋势,不同植被类型增幅存在差异性,草地增幅最大,达到6.1%/10a,其它植被类型增幅在2%~3%/10a之间;② 流域局部地区仍存在植被退化现象,研究期植被退化面积表现为先增加后减小的变化趋势。2006-2011年重度退化区集中在青海湖东岸,2011-2017年重度退化区集中在流域的西北部,这些区域是青海湖流域荒漠分布区,植被覆盖度较低,是今后生态恢复需重点关注的区域;③ 气候变化是流域植被覆盖度变化的主导因素,气候变化对青海湖流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为84.21%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为81.84%、87.47%和75.96%;④ 人类活动对流域主要植被类型覆盖度变化的贡献率为15.79%,对草原、草甸和灌丛植被覆盖度变化的贡献率分别为18.16%、12.53%和24.04%,环青海湖地区人类活动对植被恢复有促进效应,在青海湖流域北部部分地区人类活动的破坏力度仍大于建设力度;⑤ 冻土退化对青海湖流域草甸和灌丛植被覆盖度变化影响很小,主要影响草原植被覆盖度变化,冻土退化造成草原植被覆盖度增长速率减小了1.2%/10a。     

黄土高原丘坡信息DEM提取算法的应用

选择代表黄土地貌类型(丘陵沟壑区、梁峁区、高原丘陵过渡区)的75个样区(每个样区约4km²),以1∶1万水平分辨率为5m的DEM为研究对象,研究不同算法对提取地面坡度精度的影响。采用6种不同算法分别提取坡度。运用方差分析,对比分析,排序分析等方法,通过比较不同算法所提取坡度矩阵的平均值、最大值、标准差,以及坡度中误差等指标,认为在黄土丘陵沟壑区3类地貌类型区域如果整体考虑坡度的以上指标时选用三阶反距离平方权差分算法较为合理。在黄土高原沟壑区与丘陵沟壑区交错过渡地带也可以选用算法4提取坡度。同时,根据水土保持工作实际生产部门需要,提出并实现了对坡度信息评价时须分级别进行的思路。研究认为,在黄土丘陵沟壑区域相同的地貌类型区,算法对所获得的相同的坡度级别面积影响是不同的,并且规律不相同。在前述三种地貌类型区域,如果需要获得坡度分级面积信息,使用三阶反距离平方权差分算法和三阶反距离权差分最为理想。由于简单差分算法小于其他算法提取坡度所涉及的区域单元大小,不适宜在本区域使用。     

DEM分辨率对地形纹理特征提取的影响

地形纹理是区分不同地貌形态的重要依据,DEM是地形纹理分析的重要数据。然而,DEM分辨率使地形纹理特征提取存在着不确定性问题。本文以具有显著地貌多样性与差异性的陕西省为例,选择6个不同地貌类型区为研究区,以25 m分辨率DEM数据作为信息源,构建了多尺度的地面坡度、光照模拟和粗糙度数据序列。在此基础上,引入空间灰度共生矩阵（GLCM）对地形表面纹理特征进行量化分析,以揭示数据分辨率对地形纹理特征提取的影响。研究表明：对于单一样区,在DEM及其3个派生数据中,原始高程数据和粗糙度数据的纹理参数特征值,对分辨率的变化较为敏感。对于不同的地貌类型区,二阶角矩和对比度这2个纹理参数具有最大的变异系数,表明它们对于区分不同地貌类型的能力最强;二阶角矩具有较大的尺度依赖性,随着分辨率的降低,其区分能力急剧降低,而对比度对于地貌的区分能力,则随着分辨率的降低而增强,并保持在一个较大的范围内。DEM数据的对比度对于不同地貌的区分能力,在所选4个参数中最为稳定,而粗糙度数据的二阶角矩区分不同地貌的能力,随着数据分辨率的变化而最不稳定。以上结果对于根据不同的研究对象选择适宜的DEM分辨率及地形纹理参数具有一定的指导意义。     

淄博市大武水源地岩溶水水位多年动态变化分析研究

山东省淄博市大武水源地是北方特大型岩溶水水源地,该文依托山东省2009度地质勘查项目,对大武水源地的位置、范围、面积、历年开采量进行了介绍,并着重对1976年、1990年及2009年等特征年岩溶水流场特征、岩溶水降落漏斗演变趋势及多年开采动态特征及影响因素进行了分析研究。为大武水源地合理开发利用岩溶地下水提供了科学依据。     

Relationship between changes of river-lake networks and water levels in typical regions of Taihu Lake Basin, China

The typical regions of the Taihu Lake Basin,China,were selected to analyze the variation characteristics of river-lake networks under intensive human activities.The characteristics of the fractal dimension of river networks and lakes for different periods were investigated and the influences of river system evolution on water level changes were further explored through the comparison of their fractal characters.The results are as follows:1) River network development of the study area is becoming more monotonous and more simple;the number of lakes is reducing significantly,and the water surface ratio has dropped significantly since the 1980s.2) The box dimension of the river networks in all the cities of the study area decreased slowly from the 1960s to the 1980s,while the decrease was significant from the 1980s to the 2000s.The variations of lake correlation dimension are similar to those of the river network box dimensions.This is unfavorable for the storage capacity of the river networks and lakes.3) The Hurst exponents of water levels were all between 0.5 and 1.0 from the 1960s to the 1980s,while decreased in the 2000s,indicating the decline in persistence and increase in the complexity of water level series.The paper draws a conclusion that the relationship between the fractal dimension of river-lake networks and the Hurst exponents of the water level series can reveal the impacts of river system changes on flood disasters to some extent:the disappearance of river networks and lakes will increase the possibility of flood occurrence.