地貌参数方法在小尺度地貌研究中的应用——以北天山独山子背斜为例

地貌参数是定量地貌研究的重要方法,旨在从地表形态中提取构造运动及地表侵蚀等信息。近年来,空间对地观测技术的发展使得高精度地形数据的获取更加便捷,利用这些数据提取小尺度地貌中蕴含的更精细的地质信息成为定量地貌学研究的重要内容。文中以北天山独山子背斜为研究对象,探究地貌参数在小尺度地貌研究中的适用性及其所反映的背斜构造地貌特征。研究基于ALOS卫星12.5m分辨率的地形数据,计算了独山子背斜区的HI指数、k_sn和起伏度,并对参数的适用性和含义进行讨论。结果表明:1)独山子背斜自倾伏端向核部呈现由河流逐渐深切向地势逐渐消减的连续变化,背斜核部相对倾伏端抬升速率更高、侵蚀量更大、地貌演化阶段更靠后。地貌参数的计算结果与背斜的地质特征相符,说明地貌参数方法在小尺度地貌研究中是行之有效的。2)在小尺度地貌的定量研究中,计算HI指数时在确保数据有效的前提下应尽量选择更低级别的汇水盆地参与计算,以提高计算结果的分辨率。计算k_sn时需要剔除小流域无效数据并保证剩余数据具有足够的密度,以确保该参数能作为抬升速率评价指标。计算起伏度时在确保采样窗口满足统计误差要求...     

塔克拉玛干沙漠沙垄起伏地形夏季地表温度差异特征

摘 要：开展塔克拉玛干沙漠沙垄起伏地形夏季地表温度观测试验，旨在为塔克拉玛干沙漠环境陆面过程研究提供科学依据。2019年6月7日至9月2日在塔中地区，沿沙垄迎风坡以及背风坡底部、中部、上部、顶点及垄间谷地共设8个地表温度观测点。结果表明：（1）夏季沙垄地表温度最高温出现在垄间谷地，为74.63 ℃，最低温出现在迎风坡底部，为10.52 ℃；地表温度一天中在7:00左右达到最低，15:00左右达到最高。（2）晴天、多云以及浮尘天各观测点地表温度日均变化曲线呈单峰型，降水、扬沙及沙尘暴天呈双峰型；地表温度的最高温与日均值最大值均出现在晴天的垄间谷地，地表温度的最低温及日均值最小值均出现在降水天的迎风坡底部。（3）沙垄顶点与两个底部最大温差范围是顶点与背风坡底部在晴天的温差范围，为0～18.62 ℃，最小温差范围是顶点与迎风坡底部在降水天的温差范围，为0.01～6.18 ℃；迎风坡和背风坡在晴天地表温度温差范围最大，为0.01～16.93 ℃，在降水天温差范围最小，为0.01～4.15 ℃；顶点与两个底部夏季综合温差范围在0～18.62 ℃，迎风坡与背风坡夏季综合温差范围为0～16.93 ℃。塔克拉玛干沙漠地表温度受典型天气影响变化类型多样，沙垄顶点与底部、迎风坡与背风坡地表温度差异受风力及地形作用明显。     

数字半球摄影法获取植被表观聚集指数（ACI）采样尺度效应研究

植被聚集指数CI (Clumping Index)表征植被冠层叶片的聚集程度，是影响冠层内辐射传输的重要植被结构参数，对更好地理解冠层的辐射传输具有重要意义。数字半球摄影法DHP (DigitalHemispherical Photography)与有限长度平均方法的结合被广泛应用于地面CI估算，研究表明，有限长度平均法应用于DHP图像时所划分的采样单元大小与CI测量结果密切相关，即CI随图像采样尺度的变化会表现出有意义的变化，植被表观聚集指数ACI (Apparent Clumping Index)故应运而生，ACI的提出有助于加深对植被聚集效应的理解，拓展植被CI的地面间接测量，同时也对CI星载遥感产品的验证提出了新的挑战。目前，应用有限长度平均法估算ACI时，DHP图像中划分的采样单元的大小对ACI估算的影响规律，及其随不同植被类型的变化规律有待进一步探索。针对上述问题，本研究基于DHP图像，分别以一系列逐级增大的角度采样尺度对观测天顶角和方位角进行划分，共得到30种采样方法、17级角度采样分辨率，并将其分别应用于林、灌、草和农作物四种地类，探究了ACI在不同植被类型下随17级角...     

基于地形起伏度的四川省地面气象站点适宜性研究

为科学确定气象站点地形起伏特征，基于先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型（AdvancedSpaceborneThermalEmissionandReflectionRadiometerGlobalDigitalElevationModel,ASTER GDEM）30 m数据，利用均值变点分析法确定四川省地形起伏度模型的最佳分析窗口。提取地面气象观测站所处的地形起伏特征，探究气象站点布设的区域代表性空间格局。结果表明：（1）四川省地形起伏度的最佳窗口为39×39个像元矩形邻域，对应面积1.369 km2。建立的地形起伏度模型与山脉走向一致，能够捕捉到地表各种尺度的地形起伏状况，符合四川省地貌特征。（2）国家站和区域站所处地势以台地、丘陵和小起伏山地为主，地形起伏较小的国家站占比明显高于区域站，即国家站更具有区域代表性。（3）四川省气象观测站点布设的适宜地区主要集中在盆地、川西高原的北部和西部及攀西地区的东部和南部，占全省面积的69.74%。均值变点分析法确定的分析窗口面积可以兼顾各种地貌类型，提取的地形起伏度能较好地反映气象站点所处地形特征，可为气象站点布局和站网优化提供重要参考...     

2000—2020年中国人口数量在地形梯度上的分布与变化特征

人口在地形梯度上的分布与变化规律是人口地理学研究的基本问题之一，随着数据精度和质量的提升，基于公里网格统计单元宏观分析该问题已具可行性。论文以公里网格为统计单元，结合WorldPop数据集和SRTMGL1数据集，分析了2000—2020年间中国人口数量在地形因子(海拔、起伏度和坡度)梯度上的分布与变化特征，比较了不同人口空间化数据集、DEM数据源以及网格大小对计算结果的影响。结果表明：(1)人口数量分布呈现强烈且持续小幅增强的低地形指向性，海拔、起伏度和坡度梯度上，人口分布半数平衡点在2000年分别为95.6 m、50.7 m和3.01°，到2020年下降至77.0 m、46.8 m和2.88°。(2)相对土地面积分布，人口数量分布呈现范围稳定且强度持续小幅增大的低地形优势性，海拔、起伏度和坡度梯度上，人口主体优势分布上界分别较稳定地位于520 m、137 m和6.84°附近，人口主体优势率分别上升了0.011、0.026和0.038。(3)除DEM数据源差异对人口数量的起伏度分布和坡度分布有显著影响外，其他各项数据差异并未产生明显影响。研究可为宏观理解中国人口分布与地形的关系提供新的...     

测斜管偏转对监测成果的影响规律与修正方法

基坑工程监测中，深层水平位移作为最重要的项目，监测实施有明确的方向要求。测斜管的导槽方向与所需测量方向存在夹角时，会使监测成果数据偏小，不能及时发布预警信息，影响基坑的安全性判断。目前测斜管存在夹角的现象普遍存在却未能得到有效重视。通过理论结合试验的方法，提出了预防措施和夹角修正公式，并对六种角度试验数据进行分析，验证了修正公式的可靠性，得出了强代表性、弱代表性和无代表性三类夹角的处理方法，总结了深层水平位移项目的实施经验。     

国产光学卫星正射影像产品及自动生成算法

正射校正是卫星遥感影像后续处理、分析与应用的必要基础，而目前光学卫星数据自主定位精度尚不能达到1—2像元，正射影像产品的生产仍需依赖地面控制点对成像几何模型进行修正。针对国产光学卫星数据的现状、特点和应用需求，中国遥感卫星地面站自主研发了国产光学卫星正射影像产品和自动正射系统，本文从精细化影像自动配准、成像几何模型优化、影像正射校正、几何不确定度评估、太阳照射和卫星观测角度计算、基于地理格网的影像剖分等方面对相关产品及其自动生成算法进行介绍。其中，基于L1范数约束最小二乘的RPC模型全参数优化方法，可在影像幅宽较大或几何定标精度不足时获得比常规附加像方仿射变换参数的RPC模型更高的校正精度；提出顾及控制点精度的区域网平差方法，在利用从空间分辨率较低的参考影像获取的控制点修正成像几何模型时，可在满足参考影像几何约束的前提下，通过多次观测减小成像几何模型的随机误差、提高影像的几何定位精度；基于不确定度传播理论，建立了正射影像产品逐像元几何不确定度评估方法。试验结果表明，本文算法可用于规模化的正射影像产品生产，分布于全国不同区域的实测检查点表明所生产的16 m分辨率国产高分正射影像产品绝对几...     

新疆阿希金矿控矿因素三维定量分析与提取

新疆阿希金矿自20世纪90年代投产至今,地表矿、浅部矿已开采殆尽。采用三维空间分析方法提取控矿因素并进行成矿预测是发现深部隐伏矿体的一条有效途径。通过阿希金地质体三维建模,采用距离场分析、地质界面坡度分析以及地质界面趋势-起伏分析方法,提取了控矿主断裂面距离场、主断裂面坡度、主断裂面趋势-起伏、管道相距离场、管道相趋势-起伏5个控矿因素,并通过散点图对矿化指标与控矿因素的关联关系进行分析,得到各个因素的矿化富集空间,提取出成矿有利部位。分析结果可为阿希金矿的深部隐伏矿体三维预测提供成矿信息支持。     

保护“耕地中的大熊猫”——黑土地

黑土地是世界上最肥沃的土壤,无论从粮食生产角度还是生态功能角度,都具有其他土壤难以替代的作用,因而被誉为“耕地中的大熊猫”。我国黑土地主要分布在东北地区、盛产水稻、玉米、大豆、高梁等作物。要确保粮食安全保护黑土地至关重要。我国高度重视东北黑土地的保护与利用,针对自然因素和人类活动因素导致黑土地退化的情况采取了多种措施,并取得显著成效。     

基于COMSOL的起伏地形三维大地电磁数值模拟北大核心CSCD

COMSOL是一个多物理场仿真软件,笔者尝试将其应用于大地电磁法的数值模拟,研究起伏地形对大地电磁响应的影响及解决方案。本文由麦克斯韦方程组出发,施加第一类边界条件,将地形起伏数字化为参数化曲面,导入COMSOL进行计算。在对COMSOL的精度进行了验证的基础上,分析不同频点所需内存以及自由度,然后选择合适的频点进行研究。将三维起伏地形的模拟结果与无地形起伏时的结果进行对比,总结出山谷、山峰地形对三维大地电磁响应的影响,发现在XY模式下,地形对视电阻率的影响大于相位,在视电阻率等值线图中能够清晰地看出起伏地形的轮廓,而在YX模式下,地形对相位的影响大于对视电阻率的影响。最后,利用“比值法”进行地形校正,校正前由于起伏地形影响,在异常体附近会出现部分视电阻率数值跳跃现象,通过校正有效抑制了起伏地形对异常体附近视电阻率的影响,校正后的视电阻率曲线整体上移,并且异常体周围的视电阻率值也趋于背景场值,获得了较好的效果。