基于集中度与集中期的径流年内分配研究

借鉴年降水量年内分配的向量法,描述径流年内分配的径流集中度和集中期,尝试提出一种计算河川径流年内分配不均匀性的定量新方法。实例研究表明,用月径流量计算的集中度比径流年内不均匀系数有更高的分辨能力和敏感性,用月径流量计算的集中期对应的月份与月径流最大值出现的实际月份完全一致,径流集中度、集中期能够充分定量地表征径流在年内分配的非均匀性。     

地形复杂度的多因子综合评价方法

地形复杂度指标(Terrain Complexity Index,TCI)是评价地表起伏和褶皱程度的指标,广泛应用于DEM数字地形分析、数据综合和建模、地貌分类以及DEM精度研究等领域。然而目前地形复杂度指标多数采用单一地形指标或区域统计指标,缺乏局部的复合评价指标。为此,引入多因子分析方法和局部窗口分析方法,探讨一种基于格网DEM数据的复合地形复杂度指标(Compound Terrain Complexity Index,CTCI)的建模方法。首先利用多因子评价方法选取4种局部地形因子(局部高差、局部标准差、局部褶皱度、局部全曲率),之后利用局部窗口分析方法获取各指标的计算值,最后融合4种因子得到每个格网的CTCI。在实验分析中,选取了3个典型地貌样区和1个混合地貌样区,实验结果表明:CTCI能从整体上区分不同典型地貌区的地形复杂程度,同时CTCI在局部范围与混合地貌样区的等高线的密度和变化程度有较好的吻合,表明CTCI能从整体和局部反映地表的起伏和褶皱变化,是较好的地形复杂度评价指标。     

基于位温的小麦发育期的小网格推算方法

在小麦晚霜冻害定量评估和遥感定量监测中, 需要不同空间尺度的冬小麦发育期网格资料。 该文以河南省为研究区域, 根据大气的物理特性, 提出一种机理性强、考虑地形、基于位温的气象资料的小网格推算方法, 并在小麦发育期小网格推算中具体应用。 首先根据河南省不同气候类型, 对其进行生态分区; 利用二十多年小麦发育期观测资料, 分别建立不同分区内小麦返青-拔节期积温数理方程; 在内插资料时为了考虑海拔高度的影响, 在ARCGIS软件支持下, 利用位温方程和状态方程, 通过推算出小网格上的位温、 计算不同海拔高度的气压等气象要素, 进而推算小网格上的气温资料, 最后依据小麦发育期积温模型, 推算与遥感监测资料相匹配 (分辨率为1.1 km×1.1 km) 的小麦拔节期网格资料。 结果表明: 利用此种方法推算的小麦发育期平均绝对误差在 2 d 左右, 在小麦晚霜冻害监测允许的误差范围内; 通过推算位温、气压等方法间接推算气温再推算小麦的发育期, 较不考虑海拔高度直接内插气温及其他进行高度订正的方法误差有所减小。     

规则格网DEM局地坡面凸凹性精度分析

DEM地表形态精度分析理论与方法的建立,对DEM数据的生产和广泛应用具有重要意义。本文从局地坡面形态的凸凹性角度,剖析规则格网DEM格网点位置、格网分辨率对DEM局地坡面凸凹性的影响,以期进一步完善和发展DEM质量分析的理论与方法。论文首先阐述了DEM局地坡面凸凹性的基本概念,研究建立了规则格网DEM的局地坡面凸凹性量化分析方法,并以黄土丘陵5、10、15、25、……、155 m DEM为例,采用比较分析方法研究了局地坡面凸凹性随DEM格网点位置和格网分辨率的变化特征。研究表明:对于本研究中的1:5万DEM,10 m(跃变率≤0.3%)是其最佳的格网分辨率阈值,当DEM实际格网分辨率高于该阈值时,实际DEM与最佳格网分辨率DEM具有近乎相同的局地坡面凸凹性,主要在正地形与负地形的过渡区域会发生不同程度的坡面凸凹性变化;当DEM实际格网分辨率低于该阈值时,实际DEM的局地坡面凸凹性,会随着DEM格网点布设位置和DEM格网分辨率发生较大的不确定性变化。     

胶东玲珑金矿田175号脉群深部地质特征与成矿预测

玲珑金矿属于以石英脉型为主的金矿床,其矿脉受玲珑断裂和破头青断裂控制。区内脉群发育,175号脉群是玲珑金矿的主要大型金矿脉群之一。文章通过总结175号脉群成矿地质背景、矿床地质特征,分析了控矿因素、矿体赋存规律、矿石类型等;阐述了175号脉群深部成矿规律,并根据见矿工程利用地质块段法预测175号脉群11—101勘探线范围-800 m标高以下(332+333)金矿石量192.44×10~4 t,金金属量8.5t。     

基于DEM的黄土高原(重点流失区)地貌演化的继承性研究

黄土堆积过程如何继承下伏古地形,即黄土地貌演化的继承性研究,是反映黄土高原200余万年来发育、演化的关键环节,也是黄土沉积地貌的研究热点.本文以地质图、DEM、遥感影像及实测数据为依据,运用GIS空间分析方法,得出黄土高原(重点流失区)第四纪黄土堆积以前原始地形面的数字高程模型.通过地形剖面图、面积高程积分、地形剖面比降及地形剖面凸凹度等方法与指标,分析现今地形与古地形的空间关系.实验结果显示:两种地形的高程、比降、凸凹度呈现明显的线性正相关关系,特别在黄土沉积较为完善的区域表现为相当完好的继承关系.尽管现今黄土高原部分地区受流水侵蚀,地表形态较为破碎,但仍然可以反映出,黄土堆积过程的总体趋势是缓和了原始地貌的地形起伏程度.该结果深化了对黄土地貌发育演化继承性的认识.     

黄土高原沟谷地貌发育演化研究进展与展望

黄土沟谷是黄土地貌中最有活力、最具变化、最富特色的对象单元,黄土高原千沟万壑的地貌形态以及触目惊心的侵蚀状态也让区域内沟谷地貌的形成、发育及演化问题成为研究中焦点及前沿性科学问题。近年来,诸多学者采用地学测年法、特征表达法、监测模拟法力图实现对黄土沟谷发育演化进程中“过去-现代-未来”的科学认知。这些研究在相当程度上丰富了黄土沟谷发育过程的认知。本文梳理了黄土高原沟谷地貌演化相关研究的现状,并从黄土高原地貌演化、黄土沟谷发育、基于DEM的沟谷信息提取与表达等研究进行了系统的回顾、梳理与分析。此外,本文提出“黄土沟道剖面群组”概念与方法,试图从新的视角审视黄土沟谷地貌发育演化过程。沟道剖面在黄土沟谷发育演化进程中传递物质能量和累积地形动力,并通过径流节点的串联实现剖面群的连接与组合,形成独特的剖面“群组”模式;该沟道剖面群组是集黄土沟谷地貌特征与过程于一体的综合信息集成体,其三维空间结构是对黄土沟谷地貌发育演化的高度抽象与映射,并可望进一步丰富黄土高原数字地形分析理论与方法体系,为黄土高原黄土地貌成因机理与空间分异格局带来创新的认识。     

不同时间尺度洛川塬地貌演化与侵蚀量估算

黄土高原降雨集中与黄土沉积松散等特性,使地表侵蚀严重.洛川塬作为黄土高原中部典型的地貌体,堆积了完整的第四纪黄土-古土壤序列,成为揭示我国乃至东亚第四纪环境演变的重要地质记录.另一方面,现在洛川塬遭受强烈侵蚀作用,沟谷密度大于2km/km2.对洛川塬地质时期侵蚀程度的定量认识有助于全面理解黄土高原堆积和侵蚀过程,进而定量判断在自然过程和人为作用下黄土高原侵蚀的未来趋势.本文利用GIS和RS技术,结合第四纪地质的研究,在定量提取地貌数据和获得侵蚀期年代的基础上,分析了洛川塬地貌特征和具代表性的黑木沟侵蚀状况,认为洛川塬已经进入地貌发育的壮年时期.通过地统计方法中的空间插值恢复古地形面,得到洛川塬自550ka以来平均侵蚀模数约为272.6t/km2·a,黑木沟自250ka以来侵蚀模数为464.1t/km2·a;基于通用土壤流失方程得到洛川塬现在的侵蚀模数达到4389t/km2·a.这些结果显示,现代洛川塬的侵蚀强度是550ka以来平均侵蚀强度的16倍.本文从定量的角度证明,人类的土地利用等加强了水土流失强度.     

新生代构造运动对黄土高原地貌分异与黄河形成的控制作用

黄土高原面积广大,不同区域的新生代构造演化有很大差别,根据新生代构造运动特征与沉积过程的差异,将黄土高原划分为鄂尔多斯稳定地块、陇西地区和汾渭新生代裂谷3个新生代构造运动分区.新生代构造运动控制黄土高原新生代沉积与侵蚀过程,从而产生明显地貌分异,并可划为3个一级地貌分区:1)鄂尔多斯黄土地貌区.第四纪黄土覆盖在新近纪红土梁、峁及红土盆地等古地形之上,后被侵蚀,形成复杂多变的黄土地貌景观;2)陇西黄土地貌区.主体为新近纪红土地貌,上覆少许第四纪黄土,实际为红土地貌区;3)汾渭裂谷黄土地貌区.裂谷盆地的地貌主体为河流两侧的阶地和台地,其上堆积第四纪黄土,形成不同时期的黄土台塬.鄂尔多斯周边新生代裂谷的出现控制了黄河的发育.新近纪末银呼裂谷与汾渭裂谷进入快速发展期,吕梁山相应隆起;鄂尔多斯地块西北部也轻微抬升,使古黄河初步形成并流经晋陕峡谷一带,进入三门湖并东流入海.第四纪时期早期,黄河曾长期处于河湖并存期,中更新世末,黄河溯源侵蚀使湖泊消失,并呈现目前的黄河地貌景观.     

特征嵌入式数字高程模型研究

针对常规格网DEM地形模拟的失真问题,借鉴面向对象技术,提出了“矢量化模拟,栅格化组织”方法,构建了融合地形场特征与对象特征为一体的特征嵌入式数字高程模型——F-DEM(features preserved-DEM)。