典型地貌景观指数的多尺度效应分析 ——以山西省运城市为例

 景观指数作为定量描述景观特征的指数,具有明显的尺度效应。进行景观指数的尺度效应研究,对进一步理解格局与尺度之间的关系具有重要意义。本文以TM影像为基础,选择山西省运城市平原、丘陵、山地及综合地貌4种不同地貌类型,对7个常用景观指数进行了多尺度效应分析。结果表明:不同地形上斑块密度(PD)、景观形状指数(LSI)、结合度(COHESION)3个指数有明显的粒度效应,随粒度的增加呈现逐渐减少的变化趋势;最大斑块指数(LPI)、周长面积比分维数(PAFRAC)、景观聚集度(CONTAG)和Shannon多样性指数(SHDI)4个指数随粒度的增加几乎不发生变化。不同地貌的景观指数随幅度的变化规律比较复杂,景观形状指数(LSI)随幅度的增加呈现逐渐增加的趋势,其余6个指数在较小幅度范围内变化比较复杂,但随着幅度的增大有逐渐趋于平稳的趋势。针对研究区不同地貌类型,其景观指数在不同粒度和幅度下有较大区别,可以根据景观指数值的大小来区分地貌的复杂程度。     

Spatial structure characteristics detecting of landform based on improved 3D Lacunarity model

The spatial structure characteristics of landform are the foundation of geomorphologic classification and recognition.This paper proposed a new method on quantifying spatial structure characteristics of terrain surface based on improved 3D Lacunarity model.Lacunarity curve and its numerical integration are used in this model to improve traditional classification result that different morphological types may share the close value of indexes based on global statistical analysis.Experiments at four test areas with different landform types show that improved 3D Lacunarity model can effectively distinguish different morphological types per texture analysis.Higher sensitivity in distinguishing the tiny differences of texture characteristics of terrain surface shows that the quantification method by 3D Lacu-narity model and its numerical integration presented in this paper could contribute to improving the accuracy of land-form classifications and relative studies.     

基于DEM小流域复杂网络的黄土高原地貌自动识别研究

地貌识别,对于人类建设,地质构造研究,环境治理等相关领域都有着重要意义。传统的基于像素单元或面向对象的地貌识别方法存在局限性。由于流域小单元具有表面形态的完整性,在地貌演化中具有明确的地理意义,基于流域小单元的地貌识别成为了该领域的一个新热点。然而,基于传统地形因子的地貌识别方法使用的因子往往较为单一或者在地学描述上存在重复性,目前尚无针对流域小单元进行空间结构描述和拓扑关系特征量化的地貌识别研究。基于此,本文基于DEM进行水文分析并通过坡谱方法解决了小流域稳定面积难以确定的问题,在黄土高原样区提取了181个稳定小流域。根据复杂网络理论和地貌学原理提出了流域加权复杂网络的概念和相应的8个定量指标用于流域空间结构的模拟和量化描述。最后采用了基于决策树的XGBoost机器学习算法进行地貌识别,实验对于黄土高原主要地貌类型的识别显现出较好的效果,Kappa系数为86.00%,总体精度达到了88.33%。对于地貌形态特征明显的地貌,复杂网络方法其顾及空间结构和拓扑特征的特性导致了其较高的识别性能,精度和召回率都在90%～100%之间。通过与前人的研究进行对比,其识别结果亦呈现出较高的精度,这些...     

江西省都昌县山地与平原植被界线提取

由于生长环境、地带性分布规律和垂直差异,山地与平原地区的不同植被类型在遥感影像上存在“同物异谱”及“异物同谱”现象,易导致土地类型的误分。为避免此类错分,在进行土地覆被类型解译之前,应首先确定平原、山地植被的边界。本文在遥感影像聚类分析、GIS空间分析及数理统计分析技术的支持下,以江西省都昌县北部地区为研究区域,基于高分一号（GF-1）遥感卫星影像及地形要素,完成了山地植被与平原植被的界线提取。实验结果显示,本研究得到的植被界线精度高达99.47%和96.28%。与单纯基于遥感影像分类得到的植被边界成果相比,精度提高了近25%和23%。研究证明,高分辨率遥感影像与地形因子结合后,计算得到的山地平原划分界线精度有明显提高,可以满足高分辨率遥感影像土地覆被类型解译研究的需要。     

汾河地堑湖盆第四纪地貌—沉积特征的构造控制

野外对临汾、太原盆地第四纪中晚期所发育的湖积地貌-沉积特征调查发现,湖盆在对应于S8、S5和S1古土壤开始发育时期(时代分别为0.77Ma BP、0.55Ma BP和0.13Ma BP)曾发生了三次强烈湖退,这三次湖退都是构造原因所致的;而在L11-S8、L8-S5、L5-S1黄土古土壤堆积发育期间(时代分别对应于0.96～0.77Ma BP、0.74～0.55Ma BP和0.47～0.13Ma BP)、以及S1古土壤发育以后的时期(时代为0.07Ma BP之后)出现的却是缓慢湖侵或盆地下沉。根据这些发现并结合地球物理学前期已获得的有关盆地深部上地幔结构及活动规律,本文提出了盆地湖侵-湖退过程的构造控制模式。在上地幔强烈上拱→减弱或渐趋稳定→再次强烈上拱的构造循环中,地表湖盆会以大幅快速湖退→缓慢湖侵→再大幅快速湖退这样的表现与之对应。盆地地表的地貌-沉积发育与地下的上地幔活动应具有因果关系。     

黄河现行与废弃河口海岸地貌动力作用差异的数值研究

波浪是塑造黄河三角洲河口与海岸地貌的重要动力因素之一。基于Delft3D模型耦合水动力与泥沙输运模块,模拟了黄河不同入海水沙条件下的表层悬沙浓度的分布变化,通过悬沙浓度差异值(Di值)定量研究了黄河清水沟流路现行河口与废弃河口之间的海洋动力差异,进而揭示了潮流与波浪在不同时期黄河三角洲地貌演变中的塑造作用。研究结果表明,在不同时期不同入海泥沙条件下,废弃河口及其近岸区域Di值普遍较高且为正值;但现行河口近岸的Di值分布普遍为负值。在废弃河口波浪使已沉积的粉砂、黏土起动、再悬浮,由潮流将其搬离海岸,从而使海岸发生蚀退;但现行河口由于大量黄河粉砂、黏土快速输入,潮流无法在短时间内将其全部搬离河口,进而使河口及两侧海岸向海淤进。比较而言,波浪在废弃河口及海岸的地貌作用较强,在现行河口相对较弱。这些研究结果对了解黄河三角洲动力地貌演变机理有重要的理论价值。     

象山港海岸带人工建设地貌强度指数及其空间格局演变特征

随着东部沿海港湾地区的经济迅速发展和人工建设地貌的不断形成,港湾地区地貌格局也产生相应的变化。定量研究海岸带人工建设地貌时空格局变化,对全面科学合理地评价人类建设行为,具有一定的科学和实践价值。本文以象山港1990年、2000年、2010年及2015年4个时期TM/OLI遥感影像作为主要数据源,分析了25 a内象山港海岸带人工建设地貌强度变化,并进一步探讨其空间格局演变特征。研究表明:(1)象山港海岸带人工建设地貌发育呈现出早期高速增长、中期缓慢增加、后续强劲推进的态势,其面积增幅具有显著的历史阶段性特征;(2)各个县(市)区点状和面状地貌斑块数量整体波动上升,但其内部发育水平差异较大,宁海县与象山县地貌发育的速率与程度都处于领先水平;(3)其格局演化过程分为4个重要阶段:点状分散期,面状集聚期,条带状延展期与复合、更新扩散期。     

南海南部海域构造地貌

构造地貌是指由新构造运动直接形成的一种动态的、积极活跃的地貌类型。南海南部海域新构造运动强烈,类型众多,它们是控制海底构造地貌形成和发育的主要内动力因素。根据地质地球物理资料,对该区区域构造沉降、海底扩张、断裂作用、褶皱作用和火山活动等新构造运动类型及其形成的构造地貌进行了分析。区域构造沉降形成规模较大的构造台地、深水阶地和陆坡盆地等;海底扩张形成西南海盆、中央海盆及其内部的众多构造地貌类型;断裂作用形成断层崖、断阶、海底谷、断块山、断陷盆地等;褶皱作用形成山地和挤压构造盆地;火山作用形成海山、海丘。     

基于遥感图像地形结构-岩性组分分解的岩类多重分形特征研究

根据光学成像原理和地形结构的分形特征,提出了遥感图像的地形结构-岩性组分模型和分离算法,并用于ETM图像分解和岩类α-f(α)多重分形特征研究。通过对不同地区二长花岗岩体和沉积变质岩ETM原图像、地形结构子图像和岩性组分子图像的多重分形谱对比分析,发现原始ETM图像的多重分形谱与岩石类型和地形没有明显的对应关系。图像分解后,不同地区的二长花岗岩具有十分相似的岩性组分多重分形谱和不同的地形结构多重分形谱;相反,同一地区的不同类型岩石具有相似的地形结构多重分形谱和不同的岩性组分多重分形谱。因此,利用地形结构-岩性组分分类算法,并结合α-f(α)多重分形谱分形,可以有效地区分岩石类型。     

中国花岗岩地貌的类型特征与演化

在中国南方亚热带季风气候条件下, 自中、上新世以来的夷平面及其深厚的花岗岩风化壳在后期不同程度构造抬升-下切过程中, 造成许多中国特有的花岗岩地貌类型, 如黄山和三清山等处的花岗岩峰林、石林、造型石、风动石等。本文讨论了中国花岗岩风化壳和地貌的时空演化规律, 提出地貌发育年代与中、上新世广布的夷平面的密切关系, 以及在不同抬升背景下, 花岗岩地貌与风化壳的关系。并可据此推算不同山地的抬升幅度, 沿海仅抬升约200m, 向内地逐渐增大, 到南岭或大别山、伏牛山则达到约1600~2000 m。