DEM随机噪声误差去除方法研究——以黄土沟沿线地形剖面为例

在黄土高原数字地形分析中,基于DEM提取的地形参数和地貌对象是研究黄土地形地貌特征的基础。但在使用这些对象和参数进行小流域尺度的数字地形分析时,DEM数据中隐含的噪声在一定程度上会影响分析结果的可靠性。该文以分别位于陕北黄土丘陵沟壑区(绥德)和黄土塬区(淳化)的两个小流域为试验区,以国家基础地理数据库5m分辨率DEM为实验数据,以黄土地貌中最具典型特征的沟沿线为研究对象,对其地形剖面所隐含噪声的特征、提取及去除方法进行了研究。实验中采用EMD-MFDFA和EEMD-MFDFA两种组合方法对上述两个小流域黄土沟沿线地形剖面数据进行了分析。实验结果显示,沟沿线地形剖面数据噪声与地形复杂程度有很大关系;同EMD-MFDFA方法相比,EEMD-MFDFA对去除噪声成分具有更好的效果;EEMD-MFDFA方法在上述两个样区的沟沿线原始剖面与降噪后重构地形剖面的RMSE分别为2.053m和3.188m。     

基于ANN-CA模型的黄土小流域正负地形演化模拟

黄土高原正负地形的不同组合特征反映了黄土地貌的发育程度,黄土小流域正负地形的演化则是黄土高原地貌形态发育的缩影。该文采用地理元胞自动机的建模方法,对室内黄土小流域正负地形的演化过程进行建模与模拟。实验通过多次训练神经网络,自动获取转换规则,简化了构建元胞自动机模型的难度,同时,模拟的结果总精度达88.5%。研究表明,该方法可以反映黄土小流域正负地形演化过程中其沟谷扩张、沟头向前以及黄土陷穴的发育特点,对黄土高原地貌发育研究具有重要意义和可鉴性。     

青藏高原东北缘拉脊山南坡黄土剖面的土壤发育特征

以青藏高原东北缘的拉脊山南坡一黄土剖面(P - 22)为研究对象,分析了古土壤层和现代土壤层的发育特征,讨论了其环境指示意义以及作为土壤母质的黄土的可能来源.初步结果显示:(1)与黄土高原、青海湖周边以及附近盆地的黄土相比,拉脊山南坡的黄土具有粘粒含量偏高、CaCO3含量偏低的特点.(2)P -22剖面古土壤层的母质为...     

基于HASM的黄土侵蚀地形重建方法研究

黄土高原是世界上侵蚀最强烈的区域之一,基于当前的地形信息对其地形进行重建可有效估算侵蚀量。该文基于高精度曲面建模(HASM)方法首先建立了黄土高原流域地形重建模型,并以多期人工模拟小流域为实例数据,从微观(坡度)和宏观(等高线)的角度分析了不同侵蚀阶段模拟小流域的地形重建结果,该地形重建结果具有较高精度,且处于侵蚀发育中期的小流域重建结果要优于处于侵蚀发育晚期的小流域重建结果。最后,以高程相对误差为指标定量分析了小流域地形重建的精度,结果显示,两个时期小流域重建结果的相对误差平均值分别为0.55%和0.57%,均方根误差分别为1.99%和2.73%,表明基于HASM方法的黄土流域地形重建方法是可行的。     

黄土丘陵沟壑区典型小流域侵蚀产沙过程模型

在分析现存土壤侵蚀产沙模型基础上，依据大量小流域野外试验小区观测与模拟降雨试验资料，建立了一个适用于黄土丘陵沟壑区小流域预测侵蚀产沙量的侵蚀产沙过程模型。由于黄土丘陵沟壑区小流域的复杂地形和侵蚀产沙的垂直分带规律，土壤侵蚀产沙的空间变化要比现有模型复杂得多，因此，本模型由三个子模型组成：坡面子模型、沟坡子模型、沟道子模型，它可以计算小流域每场暴雨的径流量与侵蚀产沙量。本文较为详细地描述了模型中计算     

南京汤山地区的地貌与岩溶发育演化

岩性和构造控制了南京汤山地区的地貌格局和碳酸盐岩山地岩溶地貌发育。研究表明,汤山地区岩溶演化具有长期性、多代性和继承性的特点,石炭纪中晚期及此前发育了第一期岩溶洞穴,三迭纪末至早侏罗纪是古岩溶最为发育的时期,晚第三纪以来进入了现代岩溶发育阶段。著名的南京直立人洞穴形成于晚第三纪之后。     

天山南北麓新生代地理环境演变

本文阐明了晚第三纪以来天山的大幅度隆起及南北麓沉积过程,着重从古植被变化论述了区内新生代的环境演变,并对天山南北麓的沉积环境异同作了对比。文章中首次提出天山地区第三纪以来可分为两个湿润期(古新世-始新世,渐新世晚期-中新世)和三个干旱期(渐新世早中期、上新世、第四纪)。     

青海喇家遗址全新世中期土壤与泥流沉积物地球化学特征

通过对青海官亭盆地详细的野外考察,在民和县喇家遗址北部发现了典型的全新世中期风成黄土古土壤剖面。经过详细的野外考察、系统采样和地球化学元素分析、粒度、磁化率等指标测定,从剖面中初步鉴别出两组红粘土质泥流沉积层(RC_1、RC_2),分别记录了发生在3850 a B.P.至3600 a B.P.期间的两场大型泥流事件。该研究主要对剖面中两层红色粘土质泥流沉积层与古土壤层以及岗沟源区沉积物的地球化学性质进行对比研究。结果表明:(1)两层红粘土层均为喇家遗址后山沟源区域的暴雨山洪泥流堆积物,粘土质细粉沙质地,层次混乱,随古地面地形起伏变化,含沙石、黄土团块、陶片和木炭屑等。(2)单个泥流堆积层中,元素含量变化剧烈且有极值出现,这是多次暴雨泥流间歇性发生的有力证据。(3)两层红色粘土层与岗沟源区第三纪红粘土的理化特征都极为相近,据此,可推断出该剖面中两层红粘土层均源自北侧谷坡大红山(第三纪红色粘土)地区的大规模暴雨山洪泥流。这些研究成果对于深入理解黄河上游地区史前环境变化及其产生的自然灾害、人类活动之间的关系具有重大的科学价值。     

陕北沙区环境整治中应注意的几个问题

陕北沙区滩地区分布于鄂尔多斯高原毛乌素沙地的南缘, 包括榆林、神木、府谷、横山、靖边、定边六个县。土地总面积33900平方公里, 占榆林地区总面积的78.9%。本区南部为黄土丘陵, 沟壑纵横。北部地面广泛覆沙, 属沙漠化土地。本区范围内毛乌素沙地, 东西长1300华里, 南北宽24-252华里, 总面积2862万亩, 其中大片流沙为746万亩, 沙盖黄土丘陵地为948万亩, 湖盆滩地和河谷阶地为473万亩, 固定、半固定沙地为690万亩。本区有人口129万, 耕地548万亩。     

基于EEMD-瞬时频率变换的黄土高原典型地貌沟蚀活跃区识别研究

黄土沟谷是黄土高原物质和能量交换最频繁、形态和形状变化最剧烈的区域.黄土沟沿线作为沟蚀的重要地形特征线,是研究黄土沟蚀特征的重要切入点.该文以黄土峁区(窑家湾)、黄土梁区(安塞)和黄土塬区(长武)3个典型小流域为研究样区,以低空摄影测量生成的1 m分辨率DEM为实验数据,采用集合经验模态分解(EEMD)-瞬时频率变换方法分析各样区黄土沟沿线地形剖面的变化特征.结果表明,黄土高原不同地貌类型区沟沿线地形剖面变化特征差异明显,各样区的沟蚀活跃区多分布于沟头,沟蚀方式以沟头的溯源侵蚀最为活跃,反映了黄土高原地貌的发育进程和沟蚀活跃性,3个样区中黄土梁区(安塞)的沟蚀和沟谷发育最活跃,与实地调查结果一致.