关于高程面积曲线及其应用问题

广义的高程面积曲线不仅是指陆地上高程与面积分布的函数曲线,它往往也包括着大洋盆地的深度与面积分布的关系,即忽略地表的水体而把陆上地貌与海底地貌看为一个整体——地球岩石圈地貌。如果,为了更明确起见,在把整个岩石圈地貌分为陆上地貌与海底地貌的基础上,可有狭义的适用于陆地上的“高程面积曲线”及适用于海洋的“深度     

珠江水下三角洲

根据海底地形，陆架残留沉和残留地貌，第四系厚度分布，断裂分布等综合分析，认为珠江口外的陆架只有１个水下古三洲。按照陆架第四纪地层及其分布，沉积旋回的更替，推断水下古三角洲经历过４个发育期的演变而与陆上珠江三角洲构成一个完整的体系。     

基于DEM的土壤理化性质空间统计与三维表达——以湖南醴陵市为例

以土壤图、地貌分区图、地形图、土壤普查及野外实际调查资料为数据源,利用GIS软件建立DEM并进行高程分带和空间叠置分析等,研究湖南醴陵市土壤空间分布及其理化性质与地形因子的相互关系。结果表明:土壤空间分布具有强烈的区域差异性,不同地貌分区和高程区域土壤组合不同,同一土壤类型在各地貌分区和高程区域的分布面积也不同;土壤理化性质与海拔高程具有显著相关性,随海拔高程增加,土壤有机质和全氮含量减少,阳离子代换量降低,土壤pH值升高、酸性减弱。据此构建研究区土壤空间分布三维可视化模型,直观再现土壤空间分布与所处地理环境的关系。     

流域特征曲线与泥石流活动

小流域是最活跃的地貌单元,泥石流是小流域演化中最剧烈的过程,是沟谷物质输移的最极端形式。以积分形式重新定义沟谷的比降,则比降曲线的变化直观反映了流域物质通过沟谷的改变。而流域的变化可以通过Strahler的流域的面积-高程曲线来表示。比降曲线与面积-高程曲线的自然联系,将泥石流活动问题与流域演化问题自然联系起来。以云南东川蒋家沟源地小流域面积-高程曲线为基础,具体讨论了流域可能发生泥石流的曲线形态和演化趋势。这样,有可能通过流域的形态特征来认识泥石流的长期演化。     

基于DEM数据的北天山地貌形态分析

基于SRTM3-DEM数据,运用GIS空间分析技术,通过面积-高度积分、地形高程(平均高程、最大高程、最小高程)、地势起伏度及地形剖面线方法,对北天山的地貌特征进行了初步分析。结果表明,北天山山势险峻并且呈NW-SE走向,显示天山受南北向水平挤压隆升作用。近S形的面积-高度曲线、偏高的面积高度积分值表明北天山地区处于构造活跃时期,地貌发育属壮年期的早期阶段。地形高程剖面线揭示了北天山存在3级夷平面地貌特征,地势起伏度变化幅度最大地区则是受陆内挤压构造应力影响地形抬升最强的地区。     

基于DEM的黄土高原面积高程积分研究

面积高程积分(Hypsometric Integral,HI)是通过统计流域地表的高程组合信息,从而揭示流域地貌形态与发育特征的重要指标。本文以1:10000比例尺5 m分辨率DEM数据分析流域面积高程积分计算时的影响因素,以SRTM数字高程模型数据为基本信息源,研究黄土高原重点水土流失区的面积高程积分空间分异特征。研究工作首先讨论并总结了面积高程积分的地学含义,明确了DEM分辨率以及分析面积对于面积高程积分计算的影响,并分析各地貌对象面积高程积分的相关性;然后,面向黄土高原重点水土流失区,采用面向多尺度分割的方法,基于小流域面积高程积分,实现了黄土高原重点水土流失区地貌分区。研究结果表明,DEM分辨率对于小流域面积高程积分计算影响较小,当小流域面积阈值达到10 km2时,面积高程积分趋于稳定;各地貌对象中,流域面—正地形—沟沿线、山顶点—山脊线—流域边界这两组组内面积高程积分值相关性非常强;基于面积高程积分的地貌分区,与黄土高原地区水土流失分区图和输沙模数分区图具有相当程度的耦合关系,并细化了原有分区结果。     

侯马盆地冲积扇及其流域地貌发育规律

根据从DEM数据中提取的侯马盆地冲积扇及其流域的多项地貌指标,分析了各地貌指标的空间分布规律,并通过地貌指标的空间分布曲线与山前地形高程曲线形态的对比以及地貌指标相关性分析来揭示冲积扇及其流域地貌的发育规律。结果表明,在侯马盆地相对隆起部位的冲积扇及其流域的地貌指标与在盆地凹陷部位的冲积扇及其流域的地貌指标有较大差异;流域地貌指标的空间分布受到盆地边界断层构造活动性的影响;冲积扇的发育主要受到流域规模、山前构造活动以及盆地基准面等多种因素共同的影响;流域内岩性的差异不是造成研究区域内冲积扇地貌差异的主要因素。     

陕北洛河流域地貌演化阶段的定量分析

根据洛河流域地貌南北纵向区域分布规律,并参考张宗祜先生(1986)编制的"中国黄土高原地貌类型图",将洛河流域由南至北依次划分为洛川黄土塬区、甘泉一志丹黄土梁状(为主)丘陵沟壑区及吴起黄土峁状(为主)丘陵沟壑区3个地貌区。借助于GIS的空间分析功能,对洛河流域3种不同地貌绘制了Strahler曲线,采用高程积分法、信息熵法、侵蚀积分值法进行计算。结果表明:3种地貌区均属于壮年期地貌发育数量特征值范围,说明洛河流域总体的发育状态已经开始进入壮年期,但不同地貌分区的发育阶段不尽相同;洛河流域不同地貌的面积-高程积分曲线的S值大小排列顺序为:吴起黄土峁状(为主)丘陵沟壑区< 洛川黄土塬区< 甘泉一志丹黄土梁状(为主)丘陵沟壑区,与理论情况不相符。分析认为,这可能是由于近年来洛川黄土塬区侵蚀强度增加对洛川黄土塬区的地貌发育产生了一定的影响。     

基于SRTM DEM的滇中地区地貌形态研究

研究以90 m分辨率SRTM DEM(Shuttle Radar Topography Mission Digital Elevation Model)作为数据源,利用ArcGIS 10.2和SPSS软件对滇中地区的高程和地势起伏度进行提取分析,开展滇中地区地貌形态研究,主要结论如下:(1)运用均值变点法,求取出适用于滇中地区地势起伏度计算的最佳统计单元为2.074 km~2;(2)根据已有研究所得出的高程和地势起伏度划分标准,建立滇中地区地貌形态分级指标体系,最终得到13种地貌形态分类结果,并完成了滇中地区地貌形态分布图的绘制。研究结果表明,研究区内各地貌形态分布广泛,整体地貌形态较为破碎,地貌类型分布与主要构造运动分布相一致。     

基于DEM黄土丘陵沟壑区不同尺度流域地貌现状及侵蚀产沙趋势

基于流域DEM对各个集水区进行划分,提取流域沟壑长度、平均高程、平均坡度等信息,并运用EXCEL、SPSS对这些信息进行分析处理,计算出沟壑密度、流域相对高程、面积-高程积分值,并结合流域侵蚀产沙数据以及实地考察情况,借助地貌学的相关理论,分析流域不同区域内、不同尺度流域地貌发育及侵蚀产沙情况.研究发现,流域左右两岸支流的发育数目、形状受邻近流域的影响;面积-高程积分值的大小能反应流域的地貌现状与侵蚀趋势,蛇家沟与岔巴沟的面积-高程积分值分别为0.547 5、0.463 7,但面积-高程积分值的大小及变化趋势还与流域最低点是否达到基岩有关;沟壑发育分为长度发育与宽度发育两个阶段,沟壑密度只是衡量地貌的一个重要指标,沟壑密度对流域侵蚀产沙的影响与沟壑的发育阶段有关;一般情况下产沙模数的大小与流域面积大小没有直接的关系,主要看流域内的地貌的发育阶段.     

红壤区植被覆盖变化及与地貌因子关系——以赣南地区为例

以HJ卫星CCD影像为数据源,计算和分析赣南2008和2011年植被覆盖演变和空间分布特征及与地貌因子关系。结果表明:红壤区域植被覆盖度与高程在2008、2011年相关系数分别为0.946 1、0.954 5,具有强正相关性;植被退化主要集中在高植被覆盖区域,100~300 m高程、1~5°坡度、306~360°坡向范围分别占总退化面积的88.84%,88.41%,30.73%;50~150 m高程、13°以下坡度和27°坡度以上区域为退化最剧烈区域。量化了植被覆盖与地貌因子的关系,为红壤区域环境治理和监测提供科学依据,具有一定的实用价值。     

黄河三角洲多尺度土壤盐分的空间分异

本文利用多尺度采样数据,探索了两个深度土壤盐分的空间分异,分析了不同尺度、深度土壤盐分的变异系数和空间相关性(结构方差与基台值之比)的变化,揭示了形成这种空间变异的地貌因素,最后利用普通克立格(ordinary kriging)方法对土壤盐分的分布进行了估测。分析发现,研究区土壤盐分的空间变异具有三个尺度。随着采样间隔的增加和区域的扩大,盐分分布空间相关性增强,且下层比上层具有更高的空间相关性。地貌因素(微地貌类型、坡度和高程)均具有较高的空间相关性,当与地貌因素关系密切时,该尺度及深度的土壤盐分空间相关性就大;反之,则小,这时可能主要受具有较小空间相关性其他因子的影响(如人为活动)。最后对合理的土壤采样提出了建议。     

江西宜黄盆地丹霞地貌特征分析

系统性定量化的丹霞地貌特征研究目前较少,利用新遥感数据和定量方法分析丹霞地貌特征,能进一步查明丹霞地貌特征,探索新数据和方法的应用价值。本文通过实地调查、利用数字高程模型和哨兵2A遥感影像,结合定量化方法系统分析江西宜黄盆地的丹霞地貌特征。结果表明,通过哨兵2A彩色波段组合,识别出8处丹霞地貌分布区,与实地调查结果吻合,哨兵2A用于小范围红层盆地内丹霞地貌特征不明显区域识别精度较好。通过面积高程积分法定量化分析红层和丹霞地貌的演化阶段,发现整体红层分布区的积分值为0.22,积分曲线呈下凹形,主要为老年早期;丹霞地貌区的积分值在0.40～0.51之间,积分曲线呈上凹下凸的"S"形,主要为壮年晚期,与实际地貌演化阶段相符,说明面积高程积分法对丹霞地貌的演化阶段有较好的指示作用。本文研究将为哨兵2A在地质方面的应用提供参考,为面积高程积分法在丹霞地貌演化阶段方面的应用提供借鉴。     

天山北麓流域面积高度积分特征及其构造意义

提取了天山北麓河流水系流域的常规地貌计量指标（盆地大小、面积和高差）以及面积高度积分,通过对流域面积高度积分曲线形态特征、面积高度积分值的分析,结合区域地质构造活动,探讨了面积高度积分对板内再生造山带新构造活动的指示意义以及天山北麓流域的地貌发育过程。研究表明,北天山流域的次集水盆地面积高度积分与次集水盆地的面积和高差都没有相关性,堆积作用和轻微构造抬升作用都会影响冲积扇区次集水盆地,使其面积高度积分值偏高。河流面积高度积分曲线形态和面积高度积分值在空间分布上的差异,反映了天山北麓3排逆断裂褶皱带的不同的构造活动特征。面积高度积分曲线的循环形态特征,揭示了强烈构造运动与河流剥蚀作用影响面积高度曲线形态发育的动态演绎过程。     

青藏高原东南部地貌边界与金沙江水系发育

4000米山顶面高程等值线,可定为高原东南部与外围地区间的地貌界线。低于山顶面的高原面的形成与上新世一早更新世古谷地、盆地的加积相关。元谋运动以来,地貌边界带的发展与高原整体的隆升同步,1500米大河河床高程等值线环绕高原分布,现代水系相继发育。金沙江与长江贯通后东流入海,这是中国大陆地势最终转变为西高东低的标志。     

基于DEM的地球与火星格状沙丘对比分析

沙丘是柴达木盆地可类比火星的重要地貌类型,沙丘形态是类火星风沙地貌研究的重要内容。基于数字地形分析（DTA）的方法,采用高程、坡度、坡向及地表复杂程度4个地形计量学指标对火星（北极地区）和地球（柴达木盆地）格状沙丘的地貌形态特征进行定量对比分析。结果表明：（1）两个研究区的高程剖面、坡度、坡向的地理学空间分布格局具有较大相似性;（2）高程、高程梯度、坡度和坡向的直方图相似度指数均大于0.7;（3）不同尺度上的分形维数近似相等,即地表复杂程度相似。用数字地形分析与直方图相似度指数结合的方法,定量或半定量地分析两个研究区沙丘地貌形态的相似性,这对类火星风沙地貌研究中科学选择试验点是一种新的尝试,以期为反演火星风沙地貌的形成与演化提供科学依据。     

基于Strahler面积—高程分析的云南石林县域喀斯特地貌演化的量化研究

基于异质性喀斯特地貌结构与喀斯特保护地整体保护利用的关系,将水平蚀低垂直加深的喀斯特地貌发育机制落实于地理信息系统支持的Strahler面积—高程分析,形成整体、海拔段和内部洼地的面积—高程曲线与积分值指标组,以量化石林县域喀斯特地貌演化。结果表明不同地貌发育特征的不同地形面具有不同的Strahler值,其差异和规律性有一定的指示价值。石林县四级海拔梯级地貌处于壮年晚期,为断裂切割与巴江侵蚀基准面差异性控制下的孤丘夷平面分解,属同期异构的回春型地貌区。> 2100 m海拔段为孤丘夷平构造侵蚀溶原中山,洼地不发育。1900~2100 m海拔段为孤丘夷平面转向孤丘溶原洼地、峰丛洼地,暗河不发育。1700~1900 m海拔段为溶丘洼地斜坡,由蚀余状石林—剑状石林—覆盖石林—烘烤石林组成的石林垂直层状结构与溶丘—洼地—暗河—泉群—河谷盆地组成的水平梯级地貌结构,它是水平与垂直地貌过程的融合产物。石林发育区既为水源形成区,也为水土流失区。这是石林保护地整体保护利用的地貌动力依据。     

青藏高原东北缘马衔山夷平面特征指标的提取与分析

夷平面研究在地貌演化和新构造运动,特别是青藏高原隆升过程研究中占有极其重要的地位,准确界定夷平面分布范围是开展夷平面定量--半定量研究的重要基础.截至目前,前人已利用计算机图像处理技术和目视解译等方法开展了相关工作,并取得重要研究进展.然而,以往利用坡度高程指标提取夷平面时存在一定的随意性和主观性.青藏高原内部及其周边地区发育系列夷平面,其中高原东北缘马衔山地区较好的保存了两级夷平面.被夷平的地层为前寒武系马衔山群混合岩,山顶面上发育冰缘地貌,主夷平面波状起伏,上有岛山和晚新生代沉积,局部覆盖有40 m左右红粘土和30 m以上更新世黄土,并在局地残留3 m以上风化壳,是开展夷平面研究的理想地区.为探讨如何确定提取夷平面的最佳坡度高程指标,本文基于夷平面的特殊地貌几何形态,利用均值变点分析法和最小误差法确定了提取夷平面的最佳高程和坡度指标,并据此对马衔山地区的两级夷平面的分布范围进行提取和统计分析.最后结合剖面线,坡向分布图和区域地质资料探讨了夷平面的构造变形特征.研究发现马衔山地区两级夷平面最佳坡度指标均为12°,山顶面和主夷平面高程主要分布在3470~3640 m和2670~2870 m;统计分析表明山顶面面积约为6.4 km²,平均高程为3559 m,主夷平面面积约为15.5 km²,平均高程为2771 m;而夷平面的变形特征主要受控于区域断层.     

云南高鲁山自然保护区地貌特征分析

结合野外实地考察,基于数字高程模型数据,就高鲁山自然保护区主要地貌特征作了分析。结果表明:该保护区基本地貌类型为山地,以中起伏亚高山(42.43%)为主,其次是中起伏中山(34.89%);河谷切割深,地势起伏大,层状地貌发育;平均坡度23.4°,以较陡坡(32.58%)、陡坡(25.86%)为主;半阴坡(26.61%)和阳坡(26.43%)的面积略高于阴坡(24.58%)和半阳坡(22.15%);平均面积—高程积分值(HI)为0.532,地貌发育处于壮年期;各片区起伏高度差异小,基本地貌类型、坡度、坡向的构成,剥夷面级数和HI值存在明显差异。     

中条山北麓河流地貌参数及其新构造意义

基于数字高程模型（DEM）及地理信息系统（GIS）技术,系统提取和分析了中条山北麓河流坡降指标、河道陡峭指数及面积高程积分等河流地貌参数。研究表明：河流坡降指标、河道陡峭指数及面积高程积分在永济至解州一带表现出较高的值;综合分析岩性、降水及构造等因素可知,新构造运动是控制中条山北麓河流地貌发育的主要因素,自北向南总体表现出增强的趋势,在永济南活动最强。前人研究表明,中条山北麓断裂晚第四纪以来构造活跃,全新世以来仍有多次活动,但不同部位活动强度各异,解州段晚更新世晚期以来滑动速率相比韩阳段及夏县段高,极高值在出现在永济南一带。可见,基于河流地貌参数获得的中条山北麓新构造运动强弱与断裂晚第四纪以来的活动强弱一致。