地形起伏度和坡度分析在区域滑坡灾害评价中的应用

基于ArcGIS平台,利用SRTM3-DEM数据资料,选择鄂尔多斯及其周缘为研究区,计算并定量分析了地形起伏度和坡度,并利用区域滑坡灾害调查资料,初步建立了地形起伏度、坡度与滑坡灾害之间的相关性,讨论了地形起伏度的区域地貌意义。结果表明,研究区滑坡集中发育地区的地形起伏度为200￣300m,在此范围内滑坡占研究区所有滑坡总数的48.5%,此区间的面积占研究区总面积的20.3%;坡度为10￣18°,此范围内滑坡占研究区所有滑坡总数的46.7%,而此区间的面积占研究区总面积的30.5%。在地貌类型上,滑坡集中发育地区对应残丘、黄土塬及黄土墚等。通过研究区横向、纵向剖面的地形特征分析,表明地形起伏度和坡度分析是相互补充的,它们均与区域滑坡发生和分布存在良好的相关性。这种相关性为区域滑坡灾害评价提供了新的思路,对区域防灾规划和灾害区预测具有重要的应用意义。     

中国地区30 m分辨率SRTM质量评估

高分辨率、高质量地形数据有利于地震、火山与滑坡地质灾害等环境变化相关的研究。2014年9月,美国国家地理空间情报局宣布30 m分辨率的SRTM DEM数据逐步向全球用户免费开放。本文对中国境内最新发布的SRTM DEM开展了质量评估与验证工作,讨论了传感器波长、植被覆盖、影像数量等影响DEM质量的关键因素。研究结果表明,30 m分辨率的SRTM DEM高程精度（10 m）与SRTMX DEM相当,并优于ASTER GDEM v2、SRTM v4.1和SRTM v3。     

胶东三山岛超巨型金矿床三维地质模型及深部矿体与断裂的耦合关系

近年在胶东三山岛地区的深部和北部海域找矿取得重大进展,已成为中国深部找矿的典型案例。对三山岛金矿床进行三维可视化分析,对指导深部找矿具有重要的实际意义。基于311个钻孔资料建立了三山岛超巨型金矿床的三维地质模型,剖析了金矿床的三维空间特征,指出了沿控矿断裂深部找矿的重点区段。三维可视化分析发现,研究区以往认为各自独立的数个金矿床,主要矿体向深部相互连接,构成资源量超过1000 t的超巨型金矿床;赋矿的三山岛断裂产状起伏变化明显,浅部倾角较陡,向深部逐渐变缓,呈铲式阶梯状。对主要矿体厚度、品位变化与断裂面倾角变化的耦合关系分析表明,矿体品位和厚度沿走向和倾向均呈现高低相间变化的特点,两者呈正相关。金矿体主要赋存于断裂表面坡度较缓段,在三山岛北部海域,三山岛断裂在2000 m深度范围内有2个倾角明显缓倾的台阶,分别赋存了浅部和深部金矿体。其中,浅部台阶位于-20~-600 m标高,断裂表面坡度平均值为48.21°,矿体赋存部位的断裂表面坡度平均值为44.72°;深部台阶位于-940~-1760 m标高,断裂表面坡度平均值为44.56°,矿体赋存部位的断裂表面坡度平均值为42.75°。综合分析认为,断裂的缓倾角段是深部找矿的重点区域。     

CryoSat-2测高数据与Landsat 8光学数据融合提取南极Amery冰架接地线

本文利用CryoSat-2测高数据与Landsat 8光学数据,针对南极Amery冰架区域开展接地线提取研究.首先通过Landsat 8光学影像三次Hermite多项式插值处理,在坡度分析的基础上利用表面曲率改进方法获取接地线特征点;同时对CryoSat-2测高数据进行坡度分析和表面曲率计算,通过沿轨梯度分析方法提取接地点;最后将Landsat 8与CryoSat-2数据获取的接地点进行最小二乘融合得到融合接地线.实验结果表明,融合结果利用高空间分辨率光学数据不仅能保证接地线提取精度,同时测高数据还能够弥补光学数据受云遮挡导致的数据空缺,保持接地线的完整性.与MOA产品比较可以看出,融合数据点与MOA接地线平均距离为367 m,标准差为601 m,所有数据点中距离小于1 km的点占总数的93.19%,与MOA产品具有较好一致.本文提出的融合算法可以实现空间连续的接地线提取结果,对后续研究南极物质平衡、冰流速计算等具有重要的意义.

     

Python辅助下的坡度提取不确定性分析

以30 m空间分辨率的DEM为试验数据源,借助Python地理建模技术深入研究坡度提取的不确定性。以平均坡度来代表坡度的一般水平,将研究区划分为7种地貌类型,将30 m分辨率的DEM数据重采样成30~120 m分辨率的10组DEM数据,使用以Arc GIS平台和Python开发语言为基础的地理建模技术,定量分析平均坡度与DEM空间分辨率、区域地貌特征的关系,研究坡度提取的不确定性。结果表明:研究区内不同地貌区域提取的平均坡度都随DEM分辨率的减小而减小,衰减速率基本不变;其回归方程的常数项与所在地貌单元的沟壑密度呈二次函数变化特征;坡度提取的精度与DEM的分辨率呈正相关的关系;基于Python的地理建模技术有效地整合了坡度提取分析方法,极大地提高了分析效率;研究结果进一步验证了现有坡度提取方法的不确定性。     

基于GIS的耕地后备资源调查技术研究

结合杭州市耕地后备资源调查的实施情况,讨论了基于GIS技术进行耕地后备资源调查的内容、技术路线,研究了耕地后备资源调查的主要技术问题和解决方案。     

基于条件模拟的DEM误差曲面实现研究

为了克服DEM全局误差指标描述DEM精度的缺陷,基于条件模拟(CS)实现了DEM误差曲面的构建。构建了甘肃省董志塬某测区DEM误差曲面,并与普通Kriging(OK)插值结果进行了比较。结果表明,OK具有明显的平滑效应,而CS能准确反映DEM误差的空间波动性。DEM误差对坡度精度的影响分析表明,相比地形复杂的区域,DEM误差严重影响平坦区域的坡度精度;对测区水土流失等级划分结果的分析表明,约有70.2%的网格点的等级划分受DEM误差的影响。     

基于SAR干涉数据的东帕米尔高原冰川变化

冰川变化监测对生态灾害预防、区域水资源调控、气候变化研究等意义重大。利用冰川在雷达干涉影像上表现出失相干这一特性,选用1998年ERS 1/2与2018年 Sentinel-1A重轨单视复数SAR数据,通过相干系数取阈值的方法获取东帕米尔高原两个时期的冰川边界,以Landsat TM/OLI影像和全球陆地冰川空间监测计划发布的数据验证本文冰川边界提取的精度,从而分析冰川变化。结果表明：① 拟合研究区相干系数图上相干系数γ与对应像元个数的曲线关系,冰川区像元个数会在低相干区域积累形成一个小的波峰。曲线一阶导数变缓的点（冰川区向非冰川区过渡的转折点）即为所选阈值点,利用SAR相干系数取阈值法提取的冰川边界与光学遥感影像结合RGI6.0数据提取的验证冰川边界具有较好的一致性,SAR干涉相干系数提取冰川边界的方法是可行而有效的,ERS 1/2与Sentinel-1A提取的冰川总面积精度均在90%以上,而且SAR数据能够有效提取光学遥感影像难以识别的冰川表碛覆盖;② 1998年和2018年东帕米尔高原冰川总面积减少了318.59 km2,年平均变化速率为-15.93 km2/a,冰川退缩面积占冰川总面积的23%;③ 对大、中型规模冰川来说,表碛覆盖型冰川退缩较其他冰川明显;从坡向上来看,20年各个坡向冰川均有所退缩,其中东南坡冰川退缩最多,西坡冰川退缩最少;从海拔上来看,1998年冰川集中分布在4519~5421 m海拔区间内,2018年集中分布在4682~5320 m海拔区间内;在3325~5710 m海拔区间内冰川退缩明显,4915 m海拔附近达到退缩极大值。     

高程内插方法对DEM所提取坡度、坡向精度的影响

DEM及数字地形分析的精度无疑受到包括高程数据空间内插方法在内的多种因素的影响,本研究利用模拟高斯曲面为基准数据,通过四种不同插值方法结果的对比,分析说明每种插值方法在某一标度范围内插值精度的优劣,从而在应用中针对不同条件采用相应优选的插值方法.在此基础上,对于四种插值方法生成相应的坡度、坡向值,通过与真值的比较探讨插值方法对用DEM提取坡度、坡向的影响.实验结果确定了不同内插方法对坡度和坡向因子提取精度的大小,发现在坡度方面,SPLINE方法内插出来的坡度最精确,其他依次为KRIGING,IDW,TIN;在坡向方面,SPLINE内插出来的坡向最接近真值,是最精确的插值方法,其他依次为KRIGING,TIN,IDW.以上结果为空间插值方法的选择提供了参考.