定量研究雅安地形坡向坡度对降水分布的影响

利用四川省雅安市30 m分辨率基础高程数据,提取栅格的坡向和坡度参数,将雅安307个区域自动站在2017年汛期(6—9月)共50次的降水天气个例,分为16次大尺度降水和34次中小尺度降水,使用对应时次的欧洲中心细网格0.25°×0.25°再分析风场资料,根据不同的站点地形高度将风场合成平均风场,和各站点地形的坡向和坡度计算出其动力抬升作用,同时使用当天日照和天文太阳辐射值来计算地形的热力抬升作用,与对应降水过程的降水分布进行多元线性回归,根据回归的标准系数的大小确定各自变量对降水分布的影响,得出以下结论:(1)中小尺度降水中,地形的热力抬升作用对降水分布的影响作用最大,其次是海拔高度,地形的动力抬升作用在三者中对降水分布的影响最小;(2)在大尺度降水中刚好相反,地形的动力抬升对降水的分布影响作用最大,海拔次之,热力抬升作用在三者中影响作用最小;(3)日降水量最大值的站点海拔高度基本位于1 000 m左右,与抬升凝结高度对应较好;(4)从长期的统计来看,地形的动力作用和地表的植被情况对降水分布的影响最大。在实际预报工作用,根据不同的降水类型,关注不同的动力和热力作用对于判断降水分布大值区的位置有较好的参考作用。     

皋兰老虎台红砂种群在不同坡向的空间格局及关联性

种群的空间格局是研究植物种群相互作用及种群与环境关系的重要方法。红砂（Reaumuria soongarica）是黄土高原半干旱区的主要物种,通过野外的群落调查,运用空间点格局分析法中的Ripley K函数,分析甘肃皋兰老虎台荒漠植被不同坡向红砂种群的空间分布格局与种内关联。结果显示：红砂种群为增长型种群,其在不同坡向的分布具有显著差异;南坡及西南坡坡向上,红砂种群Ⅰ、Ⅱ级个体在小尺度上呈显著聚集分布,随着龄级及空间尺度的增加,红砂种群聚集强度逐渐减弱,最后趋于随机分布。西坡、西北坡坡向上生长大量的蓍状亚菊（Ajania achilloides）和短花针茅（Stipa breviflora）等对红砂的生长造成抑制并加剧种间竞争,各级红砂种群的分布格局均以随机分布为主。不同坡向上,红砂种群Ⅰ、Ⅱ龄级个体之间在小尺度内表现为负关联,随着尺度增加关联度降低,Ⅲ、Ⅳ龄级与Ⅰ、Ⅱ龄级个体之间呈显著的负关联,而Ⅲ、Ⅳ龄级之间没有明显关联性,表明龄级相近的个体在空间分布上是相互独立的。综上所述,在黄土高原半干旱区,影响红砂种群分布的主要因素除了其自身的生物、生态学特性外,微生境的影响也十分重要。     

基于DEM分形特征的坡度尺度变换模型

利用DEM提取坡度具有明显的尺度依赖性,探求DEM在不同尺度下表现出的规律关系,建立多尺度变换模型,以实现不同尺度间的转换是地形分析研究的热点和难点。本文阐释了DEM表面与地表粗糙度分形维数值的地学意义及内在关系,并利用分形对象的自相似性原理,建立了一种基于DEM分形特征的坡度尺度变换模型。选取四川丘陵地区某小流域为研究区,进行坡度尺度变换实验和误差分析,结果表明该模型能有效实现坡度尺度变换:在非平坦地区(坡度>1°)一般重采样方法变换得到的坡度误差为该方法的1.86倍;从信息熵理论分析,经该方法转换后的坡度信息得到了显著恢复。对于无1︰1万及以上精度地形数据的西南山区,利用该方法获取高精度坡度数据具有重要的理论价值和现实意义。     

基于GIS技术的耕地坡度分级方法

分析传统耕地坡度分级方法的缺陷,提出利用GIS技术的耕地坡度分级新方法。以枝江市董市镇为例实证,研究制定定量融合指标和工作流程,不仅有效地控制了耕地图斑的数量,而且确保利用耕地坡度分级数据统计汇总的各耕地坡度级面积数据与真实值基本一致,提高了汇总面积数据的精度。     

二次土地调查中部分技术问题解决方法的探讨

通过土地利用更新调查与第二次土地调查在调查技术手段方面存在的主要差异对比,发现影像套合会使调查结果产生严重的误差。结合这几年从事土地利用更新调查工作经验,提出了差分校正法,不仅有效地解决了影像套合所带来的误差,还缩短了工作周期,提高了效率。     

长江河口潮波传播机制及阈值效应分析

河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007—2009年长江河口沿程天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山、芜湖的逐日高、低潮位数据及大通站日均流量数据,统计分析不同河段潮波衰减率与余水位坡度随流量的变化特征,结果表明潮波衰减率绝对值与余水位坡度随流量增大并不是单调递增,而是存在一个阈值流量和区域,对应潮波衰减效应的极大值。为揭示这一阈值现象,采用一维水动力解析模型对研究河段的潮波传播过程进行模拟。结果表明,潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强,余水位及水深增大,导致河口辐聚程度减小,而余水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小,从而形成相对应的阈值流量和区域。     

机载LiDAR地形特征信息快速提取

为更有效地获取地形特征信息,提出一种机载LiDAR地形特征信息快速提取算法。首先,通过构建二次曲面拟合模型,建立实测LiDAR地形数据与拟合曲面的几何规则;然后,采用LM算法迭代参数寻优,获得最优化结果下的地形拟合参数,计算拟合时间及拟合精度;最后,以地形拟合模型为基础,进行地形特征信息的快速提取。通过机载LiDAR实测数据验证,当最优搜索半径为2 m时,地形曲面的拟合时间仅为0.02 s,RMSE仅为5.09 cm。该算法保证了地形特征信息提取效率和精度,能够有效满足机载LiDAR科学研究和工程应用的技术需求。     

辐射日总量的最热坡度解析模式及其全球分布规律

本文给出了南北向坡面最热坡度的解析模式。（１）在北半球（下同），冬半年南坡存在最热坡度，且随纬度升高而增大，接近极夜时趋于９０°。（２）夏半年，存在两个临界纬度当时，南坡有最热坡度；当或时，北坡出现最热坡度。给出了和的解析式，证明分别是全球水平面上日辐射量最大值和最小值所在的纬度，它们仅依赖于赤纬。（３）最热坡度所在坡面获得的日辐射量，冬半年低纬大于高纬；夏半年低纬北坡随纬度递增，南坡时等于处水平面上日辐射量，极昼区内，北坡等于极点水平面的日辐射量。