黃土高原數字地形分析探索與實踐 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《黃土高原數字地形分析探索與實踐》是南京師範大學虛擬地理環境教育部重點實驗室DEM課題組多年以來對黃土高原數字地形分析研究的成果總結。課題組通過多次野外實地考察與計算機模擬相結閤、典型樣區研究與整體研究相結閤、微觀分析與宏觀分析相結閤、理論研究與應用拓展相結閤等一係列研究方法，提齣瞭一係列有關基於DEM的黃土高原數字地形分析的新理論與新方法，取得瞭一批有影響的研究成果。
　　《黃土高原數字地形分析探索與實踐》以專題為綫索組織內容，從DEM構建、尺度、地形信息圖譜、地形特徵要素提取、地形演化模擬等方麵對已有成果做瞭較為全麵的介紹。
　　《黃土高原數字地形分析探索與實踐》可供地理、地質、地貌、測繪、環保等專業的研究人員和專業技術人員閱讀參考。

內頁插圖

目錄

序
前言

第1章 概論
1．1 黃土高原數字地形分析的方法體係
1．1．1 坡麵地形因子分析
1．1．2 特徵地形要素分析
1．3 麵嚮對象的地形分析方法體係
1．2 黃土高原數字地形分析的研究內容
1．2．1 黃土高原DEM精細建模
1．2．2 黃土高原地形特徵要素提取與分析
1．2．3 黃土高原地形信息圖譜研究
1．2．4 基於DEM的黃土地貌發育機理研究
1．3 研究展望
參考文獻

第2章 研究樣區與實驗數據
2．1 黃土高原地貌基本特徵
2．2 實驗樣區
2．3 模擬小流域
參考文獻

第3章 黃土高原DEM構建及信息特徵研究
3．1 特徵嵌入式數字高程模型研究
3．1．1 引言
3．1．2 F-DEM的提齣
3．1．3 特徵地形的類對象錶達
3．1．4 F-DEM數據結構與地形模擬效果
3．1．5 小結
3．2 格網DEM地形模擬的形態保真度研究
3．2．1 現有DEM地形模擬的失真現象
3．2．2 DEM地形模擬失真的直接原因
3．2．3 DEM地形模擬失真的根源
3．2．4 DEM地形形態保真度的基本概念
3．2．5 顧及地形形態保真的高保真DEM的構建
3．2．6 小結
3．3 梯田DEM快速構建方法研究
3．3．1 引言
3．3．2 梯田地形的基本特性
3．3．3 梯田DEM建模方法
3．3．4 小結
3．4 DEM點位地形信息強度及量化模型研究
3．4．1 引言
3．4．2 DEM地形信息強度概念的提齣
3．4．3 DEM地形信息強度量化方案
3．4．4 DEM地形信息強度提取
3．4．5 結論與討論
3．5 利用地形信息強度進行DEM地形簡化研究
3．5．1 DEM點位地形信息強度
3．5．2 實驗樣區與實驗數據
3．5．3 地形簡化方案與過程
3．5．4 地形簡化效果分析與評價
3．5．5 小結
3．6 地形描述因子的分類與整閤研究
3．6．1 地形因子分類與整閤的需求
3．6．2 地形因子分類整閤原則
3．6．3 地形因子分類整閤方案
3．6．4 小結
3．7 黃土丘陵溝壑區地形定量因子的關聯性分析
3．7．1 BP神經網絡實驗方法
3．7．2 實驗方法與結果
3．7．3 小結
3．8 SRTMDEM高程精度評價
3．8．1 引言
3．8．2 實驗過程
3．8．3 小結
3．9 顧及坡麵匯流特徵的混閤流嚮算法研究
3．9．1 黃土地貌二元地形結構
3．9．2 實驗數據與方法
3．9．3 實驗與結果分析
3．9．4 小結
參考文獻

第4章 黃土高原數字地形分析的尺度問題研究
4．1 DEM及數字地形分析中尺度問題研究綜述
4．1．1 尺度的概念與類型
4．1．2 DEM地形分析的尺度效應
4．1．3 研究方法與存在問題
4．1．4 研究重點與趨勢
4．1．5 小結
4．2 不同分辨率DEM提取地麵坡度的不確定性
4．2．1 引言
4．2．2 實驗樣區與信息源
4．2．3 實驗結果與分析
4．2．4 小結
4．3 基於贏方圖匹配的地麵坡譜尺度下推模型
4．3．1 研究基礎
4．3．2 實驗過程
4．3．3 模型評價
4．3．4 結論與討論
4．4 DEM提取單位匯水麵積的尺度效應及尺度轉換
4．4．1 引言
4．4．2 單位匯水麵積及其計算
4．4．3 實驗樣區及數據處理
4．4．4 尺度效應
4．4．5 尺度轉換模型
4．4．6 尺度轉換結果分析
4．4．7 小結
4．5 DEM分辨率對太陽輻射模擬的敏感性分析
4．5．1 實驗樣區與實驗數據
4．5．2 實驗方法
4．5．3 模擬結果分析
4．5．4 小結
參考文獻

第5章 黃土高原地形特徵要素提取與分析
5．1 基於地貌結構與匯水特徵的黃土高原溝榖節點提取與分析
5．1．1 溝榖節點的概念模型及提取方法
5．1．2 實驗過程與結果分析
5．1．3 小結
5．2 基於DEM的地形特徵點提取及空間分異研究
5．2．1 地貌認知及空間剖分的山頂點提取
5．2．2 基於DEM的山地鞍部點分級提取方法研究
5．3 黃土地貌溝沿綫的形成及類型劃分
5．3．1 黃土地貌溝沿綫研究綜述
5．3．2 黃土地貌溝沿綫類型劃分
5．4 基於DEM的黃土地貌溝沿綫提取研究
5．4．1 基於外行GVFSnake模型的黃土地貌溝沿綫提取
5．4．2 基於DEM邊緣檢測的黃土地貌溝沿綫自動提取算法研究
5．4．3 引入改進Snake模型的黃土地形溝沿綫連接算法
5．5 黃土高原榖脊綫展布特徵及溝榖密度空間分異特徵研究
5．5．1 地形榖脊綫空間展布格局特徵研究
5．5．2 黃土高原溝榖密度空間分異特徵研究
5．6 基於DEM黃土高原正負地形研究
5．6．1 基於高分辨率DEM的黃土地貌正負地形自動分割技術研究
5．6．2 基於多方位DEM地形暈渲的黃土地貌正負地形提取
5．7 基於DEM的黃土高原坡麵景觀結構研究
5．7．1 研究基礎
5．7．2 黃土高原坡麵景觀空間格局分析
5．7．3 小結
參考文獻

第6章 黃土高原地形信息圖譜研究
6．1 黃土高原地麵坡譜研究
6．1．1 引言
6．1．2 坡譜的概念
6．1．3 實驗樣區與實驗數據
6．1．4 坡譜的提取及其穩定的地域尺度
6．1．5 實驗結果與討論
6．1 _6小結
6．2 黃土高原坡譜穩定的臨界麵積及其空間分異
6．2．1 引言
6．2．2 坡譜穩定臨界麵積的提取方法
6．2．3 結果分析
6．2．4 小結
6．3 坡譜信息熵尺度效應及空間分異
6．3．1 坡譜信息熵的概念
6．3．2 實驗數據及方法
6．3．3 實驗結果及討論
6．3．4 小結
6．4 基於DEM提取坡譜信息的不確定性
6．4．1 坡譜不確定性的過程分布
6．4．2 影響坡譜不確定性的關鍵因素
6．4．3 小結
6．5 基於DEM流域邊界剖麵譜研究
6．5．1 引言
6．5．2 實驗區域
6．5．3 基於DEM的流域邊界譜提取方法
6．5．4 流域邊界剖麵綫的特徵
6．5．5 流域邊界譜
6．5．6 小結
6．6 基於DEM的地形紋理特徵研究
6．6．1 引言
6．6．2 實驗樣區
6．6．3 基於DEM的灰度共生矩陣
6．6．4 地形紋理特徵量化
6．6．5 小結
6．7 基於語義和剖麵特徵匹配的地錶粗糙度模型評價
6．7．1 問題的提齣
6．7．2 原理與算法
6．7．3 實驗
6．7．4 小結
參考文獻
……

第7章 黃土高原地形演化模擬與空間分異格局

前言/序言

　　我國的黃土高原被譽為全球最具有地學研究價值的獨特地理區域之一。它是中華民族的搖籃、華夏文明的發祥地。它以連續分布的巨厚黃土地層、典型的黃土地貌、嚴重的水土流失、獨特的自然地理景觀和光輝燦爛的文化曆史而聞名於世界。對黃土的研究也是當代地理學研究的熱點之一。一個多世紀以來，各國學者在黃土成因、黃土高原古地理環境、黃土微觀物質特性、黃土土壤學特徵與土壤侵蝕特徵等方麵的研究都取得瞭許多重要成果，凸顯瞭在世界地學研究中的重要地位。黃土地貌是經過200餘萬年黃土搬運和堆積，在風力和水力交互作用下，在承襲下伏岩層的古地貌基礎之上，按特有的發育模式形成瞭當今復雜多樣且有序分異的地貌形態組閤。由於第四紀以來黃土高原新構造運動總體錶現為內部大麵積整體、間歇性抬升，而其四周的坳陷或地塹則在不斷下沉，更由於黃土物質及降雨侵蝕力在南北嚮的有序分異，以緻黃土地貌呈現明顯的空間分異。黃土高原地貌形態空間格局的研究對於揭示物質、能量在塑造地麵形態中的作用，揭示黃土地貌的形成與土壤侵蝕的內在機理，指導黃土高原生態修復與區域可持續發展，都具有重要的意義。
　　自20世紀50年代以來，人們對黃土地貌的研究進行瞭長期探索。從構造，侵蝕、形態特徵等不同的角度在定性或半定量層次探討瞭黃土地貌的分類與分區；根據綜閤成因分類和形態分類的原則，完善瞭黃土地貌的分類係統，編製瞭多種比例尺尺度的黃土高原地貌類型圖，明確瞭黃土地貌發育的基本模式，從定性的角度，分析瞭黃土地貌的組閤特徵及區域分布規律，提齣瞭黃土地貌定量研究的基本方法，建立瞭劃分流域地貌係統發育階段的理論模型，對流域侵蝕強度隨流域地貌演化而變化的規律展開瞭詳細的剖析。
　　以遙感和地理信息係統為主要標誌的現代空間信息技術的發展，為黃土高原的研究揭開瞭嶄新的一頁。特彆是近年來不同空間尺度數字高程模型（DEM）數據源的建立與數字地形分析應用中技術方法的不斷完善與提高，為開展黃土高原數字地形分析，深入揭示黃土地貌的空間分異規律奠定瞭堅實的基礎。DEM概念於1958年由Miller首次提齣，經過幾十年的發展，DEM的諸多基礎理論問題包括DEM數據模型構建、數字地形分析的方法、數字地形分析的精度與尺度問題等，均得到瞭深入研究，基於DEM的數字地形分析理論與技術方法正逐步走嚮成熟。
　　南京師範大學地理科學學院多年來一直緻力於基於DEM的黃土高原數字地形分析工作，早在20世紀90年代，就緻力於基於DEM的黃土溝沿綫、黃土溝頭等方麵的研究。21世紀以來，研究團隊進一步凝聚瞭來自全國從事數字地形分析的研究力量，在多項國傢自然科學基金項目及國傢863項目的支持下，在數字地形模型構建與不確定性分析、特彆是黃土高原數字地形分析的理論與方法上進行瞭深入的探索，凝練瞭地形因子提取、特徵要素提取、地形統計分析及地學模型分析四類主要的數字地形分析方法。在復雜黃土地貌條件下高保真DEM的構建、黃土特徵地形要素高精度提取與不確定性、基於地形信息圖譜的黃土地貌分析等方麵進行瞭重要的探索，取得瞭重要的研究結果。
　　然而，由於DEM本質上是不同采樣方式的離散點記錄地麵海拔高程錶示的數據集閤，所反映的地貌特徵也僅僅是地麵形態及其空間變化。能否基於DEM數據，通過創新的數字地形分析方法，研究黃土地貌成因機理特徵及深層次的地貌學科學問題，是擺在我們麵前的難題。特彆是，現有的數字地形分析方法，大多為基於柵格分析窗口的計算法。如何突破這種“近視眼”分析法，真正實現麵嚮區域尺度的宏觀黃土地貌的分析，是擺在我們麵前的難點問題。為解決以上問題，2009年在國傢自然科學基金重點項目《基於DEM的黃土高原地貌形態空間格局研究》支持下進行瞭深入的研究，提齣瞭黃土地貌核心地形因子體係、坡譜分析法、地形特徵點簇分析法、地形紋理分析法、坡麵景觀分析法、麵積高程積分分析法、地貌繼承性分析法等全新的黃土地貌數字地形分析方法。在一個全新的視野下揭示瞭黃土地貌的空間格局及成因機理特徵。
　　本書通過對已發錶的主要研究論文的係統整理，以期對近年來上述研究工作做較全麵的總結。全書的編撰工作由湯國安、李發源、楊昕、熊禮陽完成，其中各章的編撰工作人員如下，第一章：湯國安、李發源；第二章：李發源、楊聽；第三章：王春、董有福、張婷、詹蕾、趙衛東、祝士傑、江嶺、熊禮陽；第四章：湯國安、楊昕；第五章：湯國安、李發源、王春、張維、陶暘、劉凱；第六章：李發源、硃紅春、羅明良、熊禮陽、周毅、宋效東、晏實江、張磊；第七章：袁寶印、熊禮陽、曹敏、王春、祝士傑。
　　本書的完成特彆感謝中國科學院地質與地球物理研究所袁寶印研究員、中國科學院生態環境研究中心陸中臣研究員、中國科學院地理科學與資源研究所周成虎研究員、西北大學楊勤科教授和李昭淑教授、奧地利薩爾茨堡大學JosefStrobl教授、陝西師範大學甘枝茂教授、長江水利委員會張平倉研究員，他們給予研究團隊諸多具體的指導與幫助。本書還得到瞭黃河中上遊管理局、綏德水土保持試驗站、西峰水土保持試驗站等單位的大力支持，使我們的野外工作得以順利開展。南京師範大學虛擬地理環境教育部重點實驗室閭國年教授、謝誌仁教授、黃傢柱教授、劉學軍教授、韋玉春教授、龍毅教授都給予瞭諸多幫助，在此一並緻謝。
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