利用ASTER卫星立体像对提取喀斯特数字地形模型——以广西大化高峰丛深洼地喀斯特地貌为例

ASTER卫星立体像对已经被成功地用于提取全球数字地形模型（DEM）,其有效性已经在不同类型的非喀斯特地貌区域得到验证。和一般地貌相比,喀斯特地形,特别是中国南方喀斯特,具有自己独特的形态特征。能否从ASTER影像中精确地提取喀斯特地貌DEM目前尚未见到有任何报道。本文利用ASTER影像成功地提取了广西大化地区高峰丛深洼地的喀斯特地貌DEM,并且将提取结果与同一地区1∶5万地形图控制点的高程和4个剖面的高程变化进行了对比。研究区内绝大部分区域是喀斯特地貌,但在其西北部有一舌状砂岩地貌分布,从而提供了一个很好的喀斯特和非喀斯特地貌DEM精度对比的机会。本文的研究结果表明,从ASTER影像提取出来的砂岩地貌的DEM均方根误差要小于喀斯特地区,表明从ASTER影像中能更有效地提取非喀斯特地貌的DEM。相比之下,提取得到的喀斯特DEM精确度则稍差。究其原因主要是因为研究区内独特的高峰丛深洼地地形形态。由于峰丛地形的阴影在构成立体像对的两幅影像（nadir-looking和aft-loo-king）上的大小和形态差异很大,导致了DEM生产过程中两幅影像不能精确配准,从而产生比较大的误差。相比之下,砂岩地区地貌相对比较平坦,地形阴影大小和形态在两幅影像上差别不大,故而能得到精度比较高的数字地形模型。本文研究结果同时还表明适当增加地面控制点能在一定程度上改善提取出来的喀斯特地貌DEM的精度。尽管提取的数字地形模型精度稍低,其均方根误差仍然远远小于该地区峰丛和洼地个体体量。因此本研究认为从ASTER立体像对提取的数字地形模型可广泛用于喀斯特地貌形态特征研究。     

斯威婷博士在贵州：——怀念一个伟大的喀斯特地貌学家

Ｍ．Ｍ．斯威婷博士是已故牛津大学地理系荣誉高级讲师，著名的喀斯特地貌。她曾五次来过贵州，对贵州喀斯特界的影响和她本人对中国喀斯特地貌的学术观点，在文章中加以总结。     

贵州喀斯特地貌分区

贵州喀斯特地貌发育、分布广泛、类型多样,素以＂喀斯特博物馆＂著称;本文根据前人的研究成果和参加《贵州环境地质研究》项目,对贵州喀斯特地貌形成条件进行了分析,按成因和组合形态特征将贵州喀斯特地貌分成三大成因类型和十六种形态组合类型,并以主体地貌形态为依据将贵州连片区域喀斯特地貌划分为三个喀斯特地貌区,并对各喀斯特地貌区的...     

中国南方喀斯特世界自然遗产拓展地环江喀斯特地貌价值及贡献

“中国南方喀斯特”是中国向联合国教科文组织世界遗产委员会分期申报的系列世界自然遗产。“中国南方喀斯特”第一期遗产地包括云南石林喀斯特、贵州荔波喀斯特和重庆武隆喀斯特;第二期提名地则包括了广西桂林喀斯特、贵州施秉喀斯特、重庆金佛山喀斯特,以及作为荔波喀斯特拓展地的广西环江喀斯特。环江喀斯特作为中国南方喀斯特荔波世界自然遗产地的拓展,对其申报论证倍受关注。新西兰Williams教授2013年考察环江时指出：“环江喀斯特作为荔波喀斯特的拓展地,无须论证其突出的普遍价值,而应关注其拓展的价值,即能为中国南方喀斯特及荔波喀斯特世界自然遗产构成作出哪些突出贡献”。然而近年来人们多注重于荔波喀斯特地貌世界遗产价值研究,环江喀斯特的世界遗产价值至今尚无人进行过相关研究。本文基于野外实测资料、研究区遥感影像图、1∶10 000地形图及1∶200 000水文地质图等工作底图,并运用ArcGIS、Erdas、AutoCAD、Photoshop等技术软件,尝试从环江喀斯特的地理地质背景、地貌特征等方面与荔波喀斯特和“中国南方喀斯特”其他片区进行对比的角度来研究环江喀斯特的地貌特征,旨在申明环江喀斯特的拓展,能为“中国南方喀斯特”世界自然遗产做出哪些实际的补充和完善,进而为“中国南方喀斯特”第二期世界自然遗产的成功申报提供科学材料。 研究结果表明,环江喀斯特作为荔波喀斯特的拓展,在“中国南方喀斯特”系列遗产中其具有以下重要价值和突出贡献： (1)环江喀斯特主体为锥状峰丛谷地喀斯特地貌,从分水岭至河谷表现出由峰丛洼地―峰丛谷地―峰林洼地―峰林谷地的有序正向演替规律。 (2)环江喀斯特与荔波喀斯特相似性体现在喀斯特演化环境、形态特征、演化过程、生物生态等方面,而这些也正是荔波喀斯特给“中国南方喀斯特”的贡献所在。 (3)环江喀斯特和荔波喀斯特联合展示了从高原到低山区逐渐过渡的一套完整的锥状喀斯特体系,例证了湿润热带－亚热带地区正在进行的锥状喀斯特地貌基本发育过程及演化规律,与此同时,由于环江喀斯特靠近古宾河而促发回春效应,形成了一套峰丛洼地更深、坡度更陡、内部地势高差更大的回春地貌,增加了锥状喀斯特回春发育方面的价值。 (4) 拓展环江喀斯特将保证荔波喀斯特在地质地貌、生物生态、自然景观等方面的完整性,不仅扩展了荔波喀斯特的面积范围,增加了荔波喀斯特森林生态系统的价值及其安全性,提升了荔波喀斯特世界遗产价值,还解决了因贵州和广西行政边界而遗留下来的荔波喀斯特南部缓冲区边界不完整的问题。 (5)在中国南方喀斯特谱系中,荔波－环江喀斯特记录了中国南方碳酸盐岩第二旋回的沉积历史,经历了东吴运动、印支运动及新构造运动对喀斯特地貌的改造过程,代表了中国南方云贵高原向桂林盆地过渡地区锥状喀斯特地貌及正在进行的锥状喀斯特地貌演化过程,其地貌特点、形成条件与高原面上的石林剑状喀斯特、云贵高原边缘的台原喀斯特、高原向低山盆地过渡的武隆天坑地缝喀斯特、施秉白云岩峡谷喀斯特和低山盆地的桂林塔状喀斯特有显著的区别,是热带亚热带地区锥状喀斯特的世界模式地。     

喀斯特地区流域地貌与岩性的统计关系探讨——以贵州省为例

岩石是地貌演化发育的物质基础,不同的岩性分布区常常发育特定的地貌形态。本文统计分析了喀斯特地区22 个中小流域的地貌类型和岩石的出露关系,从量上揭示了流域地貌与岩性的关联规律。分析结果表明:在碳酸盐岩出露的地区常发育着峰丛洼地;在碳酸盐岩夹碎屑岩出露地区易于形成峰丛谷地;在非碳酸盐岩出露地区发育形成非喀斯特地貌;而在峰林谷地和非喀斯特地貌分布区常有松散岩出露。      

序二

天坑是世界上最壮观的喀斯特地貌，是一种大型塌陷漏斗。天坑概念之所以最近才被引入喀斯特词汇中，是因为大部分石灰岩景观最近才由喀斯特地质学家在中国偏远山区“发现”它们。天坑的“出现”是中国经济发展和基础设施建设的副产品——近几年才修了公路使科学家们接近这些喀斯特地貌。现在这种地貌已按汉语命名为天坑——大致相当英文的“sky hole”。     

晚新生代贵州高原喀斯特地貌演进及其影响因素

本文对晚新生代贵州喀斯特地貌演进的三大控制因素，即地质基础，新构造运动及换近气候波动进行了分析论证，贵州高原以峰林，峰丛，丘丛－峰丛为主体的三大喀斯特地貌景观，其发育分布主要受地层岩性及褶皱型式的控制，新构造大幅度抬升使高原与峡谷两大地貌系统喀斯特作用的强度及方式发生显著分化，而断裂（褶皱）的挽近活动则导致特殊水文地貌景观的形成；气候冷暖波动赞成喀斯特作用强弱交替的外力环境，总体上有利于贵州喀斯特高原面保存。     

喀斯特地貌景观特点及旅游形象塑造

在分析了喀斯特地貌旅游资源具有的景观特色、竞争特点和环境特点之后,提出喀斯特旅游地形象的塑造应以喀斯特地貌景观的特点为基础,通过对喀斯特旅游地的文脉辨析、形象调查和竞争性分析确定其形象定位,继而围绕其形象定位进行喀斯特旅游地的形象口号设计、视觉形象塑造、行为形象塑造和形象传播策略的选择,并提出在形象塑造过程中要正确处理好与自然景观的协调和喀斯特景观的可持续开发两个问题。      

新构造运动对贵州锥状喀斯特发育的影响

贵州属我国喀斯特最发育的高原区。在复杂的构造背景和有利的热带一亚热带气候条件下，发育了一套典型的喀斯特地貌，其中由峰丛洼地、峰林洼地和峰林溶原三大成因系列构成的锥状喀斯特最显著、最壮观。与其它地区相比，贵州的锥状喀斯特在第三纪末期以来受到新构造运动的强烈控制。在地貌结构和发育演化上表现出五大特征。     

关于“峰丛”、“峰林”与“锥状喀斯特”及“塔状喀斯特”涵义的比较和认识

“峰丛”和“峰林”是在中文文献中使用的两种主要的喀斯特地貌术语。而在其他国家,这两种地貌通常被定义为“锥状喀斯特”和“塔状喀斯特”,但峰丛、峰林与锥状喀斯特、塔状喀斯特并不完全相同。中国喀斯特分布广泛,本文把西方和中国的喀斯特专业术语连接起来,能让西方地貌学家更好地了解中国的喀斯特。本文是朱学稳教授近期发表于《中国岩溶》第28卷第2期上的 “我国峰林喀斯特的苦干问题讨论”论文的英文附加篇。 峰丛喀斯特地貌遍及贵州省及其临近省份大部分地区,其锥体石山较爪哇、牙买加和菲律宾群岛的更高更陡。尽管后者为西方所熟知,但贵州的峰丛可以说是峰丛和锥状喀斯特的典型代表。不过广西的峰林仅在中国以外东南亚的小部分地区可以看见。许多被西方认为是塔状喀斯特的地貌并非真正的峰林。问题产生的原因在于西方学者通过山体形状来区分锥状喀斯特和塔状喀斯特,而中国的学者是根据石峰之间是否存在喀斯特平原来区分峰林和峰丛。 峰丛喀斯特是一种发育成熟的石灰岩地貌,具有深厚的包气带、完整的地下排泄系统,以及发育时间长并免遭更新代冰川破坏的山体形貌。峰林喀斯特是一种极端地貌,仅在横向夷平持续时间比较长的特定环境中形成。峰林形成条件是:（1）石灰岩质纯;（2) 石灰岩层厚;（3）喀斯特平原上有冲积层发育;（4）地下水位变化幅度不大;（5）冲积平原有外源沉积物的流入补充;（6）缓慢构造抬升与喀斯特平原表面剥蚀相适应;（7）具有使石灰岩快速溶蚀的炎热湿润气候;（8）周围喀斯特平原下降时,地面蚀低和石灰岩山体边坡后退平衡。如果构造条件合适的话,峰丛可以演化为峰林。但如果有其他因素起作用,峰林和峰丛似乎可以并行发育。二者的起源仍然备受争论,并且峰林的起源恐怕是多种的。建议国际学术文献中应更加广泛地应用“峰丛”和“峰林”术语,“锥状喀斯特”和“塔状喀斯特”则主要用于对形态方面的描述。      

基于地形因子特征值的喀斯特流域地貌类型判别

利用数字地面高程模型进行子流域划分,提取反映喀斯特地貌形态的7个地形因子——高程、坡度、地形起伏度、地形粗糙度、地表切割深度、高程变异系数和地形指数,提出根据地形因子特征值进行喀斯特地貌类型判别方法。以贵州省后寨河流域为例,在划分的18个流域中,选取16个流域通过单个地形因子特征值相关分析和多个地形因子特征值模糊聚类分析,确定峰丛-洼地和峰林-盆地地貌类型判别的阈值,选取另外两个流域进行判别方法检验。结果表明:基于地形因子特征值可定量判别出喀斯特流域不同地貌类型。      

大巴山国家地质公园喀斯特地质遗迹特征及成因

大巴山国家地质公园以喀斯特地貌、生物礁滩碳酸盐岩沉积相、推覆褶皱构造等典型的地质遗迹为主。公园内良好的二叠系、三叠系碳酸盐岩沉积,加上后期的流水侵蚀、溶蚀作用及崩塌等作用,形成了类型丰富,瑰丽梦幻喀斯特地貌景观,如绝壁、孤峰、溶洞、石芽等,具有极高的观赏价值和科研价值。     

大巴山国家地质公园喀斯特地质遗迹特征及成因

大巴山国家地质公园以喀斯特地貌、生物礁滩碳酸盐岩沉积相、推覆褶皱构造等典型的地质遗迹为主。公园内良好的二叠系、三叠系碳酸盐岩沉积,加上后期的流水侵蚀、溶蚀作用及崩塌等作用,形成了类型丰富,瑰丽梦幻喀斯特地貌景观,如绝壁、孤峰、溶洞、石芽等,具有极高的观赏价值和科研价值。     

青藏高原不同高程喀斯特地貌类型和发育特征

青藏高原地区喀斯特地貌发育较为普遍.通过查阅文献资料和系统性的研究总结,明确了不同高程下喀斯特地貌类型、发育特征均存在明显的差异.极高海拔地区（≥5 000 m）喀斯特地貌可分为隆起构造山原、内陆湖盆地、内陆湖洼、内陆山原、高山冰川深谷、山原基岩型,风化剥蚀作用较强,形成较多的残留峰丛、石柱、洼地等;高海拔区（3 500～5 000 m）喀斯特地貌可分为喀斯特高山深谷型、喀斯特中高山湖泊、高山冰川深谷、隆起构造山原、内陆湖盆地、内陆湖洼型,构造-溶蚀作用强,主要发育大型宏观的峰林、峰丛洼地、溶洞、漏斗等;中海拔区（1 000～3 500 m）喀斯特地貌可以分为喀斯特高山深谷型、喀斯特中高山湖泊、山原蚀余峰丘、山原峰丘湖泊、内陆湖洼、喀斯特海岸型,构造-侵蚀作用较强,风化剥蚀相对较弱,喀斯特形态得以基本保存,主要发育微小型峰丛洼地、溶孔、溶痕和溶隙等.     

龙缸国家地质公园地质遗迹特征及景观评价

龙缸国家地质公园地质遗迹类型丰富,特征典型,研究观赏价值大。地质遗迹以喀斯特地貌和构造遗迹为主,三叠系灰岩、侏罗系红色碎屑岩是公园主要的成景地层,华蓥山大断裂和七曜山大断裂是影响园区地质遗迹发育分布的主要因素。本文提出了地质遗迹景观评价标准的分级原则,对于正确认识龙缸国家地质公园地质遗迹现状,深入了解喀斯特地貌等工作具有一定的参考价值。     

在喀斯特地区进行钻探工作的特点

在我国南部诸省中气候温暖、多雨潮湿的地区,经常见到发育良好的喀斯特地貌,特别在云贵和两广的石灰岩广泛分布地区尤为多见。喀斯特地貌所形成的风景十分优美,可是喀斯特给地质勘探工作却带来很大的困难,有些有色金属勘探工作就是在喀斯特地区进行的,像箇旧、泗顶、连南、铜仁、松桃等有色金属产地,那里的喀斯特发育得都很典型。     

锥状喀斯特区溶洞景观特征及其旅游资源评价

锥状喀斯特是湿热带地区重要的喀斯特地貌景观类型和高品位的旅游资源。发育在锥状喀斯特地区的溶洞既是锥状喀斯特地貌景观的重要组成部分,也是发展旅游不可替代的景观资源。本文从这一认识出发,首先揭示了锥状喀斯特及溶洞发育的四大特征: ( 1)溶洞成因类型多样; ( 2)是深、长、大洞的主要发育区;( 3)不同锥状喀斯特发育阶段,洞穴类型组合不同; ( 4)能形成溶蚀、沉积形态丰富、造型奇特、美学价值很高的溶洞景观集群。在此基础上,进行了初步的旅游价值评价,指出在旅游开发中具有三大资源优势: ( 1)洞穴资源具有多功能性(科研、探险、观光旅游、生态旅游、医疗等)。( 2)构成独特的高品位峰林— 溶洞(地面、地下)综合景观类型。( 3)景观资源的高度互补性可提高旅游景观内涵的丰度和旅游经济效益。      

兴文地质公园小岩湾天坑地貌地质成因分析及其发展预测

兴文地质公园小岩湾天坑是喀斯特作用形成的塌陷天坑地貌。天坑可视为一个完整的耗散结构系统,从物质与能量输入输出的角度,运用层次分析法定量分析天坑地质成因的各项因素,能计算出各因素对天坑成因的相对重要性。经分析,小岩湾天坑形成的主要因素有岩层岩性、构造运动、气候、生物和水文地质条件。其中厚层石灰岩和构造裂隙是天坑喀斯特地貌形成的物质基础;温度、气压、降水和生物作用对天坑系统进行物质输入,水的运动和新构造运动对天坑系统进行物质与能量输出,根据层次分析法得出目前天坑系统以输出为主、天坑后期地貌为溶蚀盆地。     

喀斯特地区地下水资源承载力综合评价研究——以贵州省为例

喀斯特流域具有特殊的地表--地下双重介质结构,使其地下水资源承载力与非喀斯特地区有巨大差异.本文以贵州省为例,选取了地下水资源耕地灌溉率、地下水资源开发程度率、生态环境用水率等7项综合评价指标,利用可变模糊集理论,建立喀斯特地区地下水资源承载力综合评价模型,经评价得出:贵州喀斯特地区地下水资源承载力状态基本处在1～2级,表明贵州省对地下水资源开发利用已有相当的规模,但仍具有一定的开发利用潜力.最后对人口、GDP、地下水资源量和喀斯特面积与综合评价结果进行灰色关联度分析,得出以上4因素与喀斯特地区地下水资源承载力具有一定的关系,其关联程度大小顺序为:GDP>地下水资源量>人口>喀斯特分布面积;喀斯特分布面积对其地下水资源承载力具有一定程度的影响,但随着喀斯特地区经济的发展、科学技术的进步以及人们用水方式的改进,喀斯特对地下水资源承载力的影响将逐渐减小.     

贵州典型喀斯特地貌区农村聚落空间分布研究——以清镇红枫区、毕节鸭池区和关岭-贞丰花江区为例

为探索贵州喀斯特地貌区农村聚落空间分布的特点,选取具有代表性的清镇红枫区(高原盆地地貌区)、毕节鸭池区(高原山地地貌区)以及关岭—贞丰花江区(高原峡谷地貌区)三个典型区域作为研究对象。首先利用区域重心分析的方法,以聚集维数和聚集维数图来分析各研究区的聚落在区域重心上的集聚程度,再进一步通过GeoDa软件,使用Moran I和LocalMoran's I系数及相应散点图分析区域聚落整体和局部的分布情况。分析结果表明,高原山地区和高原盆地区聚落均存在集聚性,且集聚程度存在内部差异,其中高原山地区聚落向人口重心集聚,高原盆地区聚落向住宅重心集聚,集聚和半集聚聚落在高原盆地区最多。由于喀斯特地形复杂,各个研究区内部聚落在水平空间分布上均存在一定差异,依照集聚程度不同喀斯特地貌区农村聚落的分布规律为高原盆地区＞高原山地区＞高原峡谷区。