基于遥感和DEM的地貌特征提取与边界精准定位研究

来源 :中国科学院大学 中国科学院地理科学与资源研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Liu234449171
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地貌要素是地球表层系统的重要构成因子。地球表面的海陆分布差异、山地起伏变化、多种沉积特征共同构成地表形态结构的地域分异,也明显控制着地球表层水分与热量的地域再分配,并间接影响着土壤、植被以及物质迁移和生态系统的演替与发展。因此,在一定区域内的地貌与气候、水文、植被、土壤等其他自然地理要素的相互关系中,地貌条件往往起着核心的作用。地貌过程是联系地球深部过程和地表过程的重要环节,对系统地认识和理解地球系统中岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的相互作用关系至关重要。地貌类型及其演变受控于内营力过程和外营力过程的共同作用和影响,因而地貌演变所遗留的证据也就成为环境变化研究的可靠记录,所以地貌现象与特征能为探究地球构造运动与大尺度气候变化及其相互作用提供最重要、最直观的佐证。  我国是世界上地貌类型最丰富的国家,也是地貌条件最复杂的区域。不仅是影响工农业生产布局、环境整治、生态修复等关键自然因子,也是铁路选线、水库大坝选址等工程建设的重要基础条件。本报告先从扇形地貌、水体特征提取角度研究了基于遥感、GIS与SRTM-DEM等数据和技术的典型地貌特征提取方法,然后对地貌单元的边界定位研究进行了初步探索,也是对博后期间所做工作的一个初步总结。  通过研究扇形地貌特征提取、赛里木湖湖泊变化与区域气候变化之间的响应关系分析,以及大尺度地貌类型单元边界精确定位的初步试验,获得以下结论:  (1)本报告中的方法能够较好地实现自动提取实验区的扇形地貌,特别是在人类活动干扰很少的洪积扇,提取结果精度高,但是对于人类活动干扰较大区域,如被开辟成绿洲农业生产区的冲积扇地貌,无法自动识别,提取结果差。  (2)本研究对过去40年间气候波动与赛里木湖变化的响应关系进行了研究,结果表明赛里木湖面积变化几乎不受人类活动影响,但赛里木湖的变化影响了局部气候变化。过去40年里湖水面积增加了12km2,温度和降水分别增加1.8℃和82mm;湖水面积与局部温度和降水存之间存在线性关系。湖水水面升高2.8m,湖水容量增加12.9×108m3。  (3)在现有研究基础和研究条件下,地貌类型单元边界的精确定位,要遵守7大基本原则。在具体工作开展过程中还要和注意不同地貌类型采用差异性处理方法要点。  文章中涉及的研究工作虽然取得到一些成绩,但是还存在许多问题需要进一步的研究和完善:(1)扇形地貌信息获取,还需要进一步选取不同地区的实验区进行验证完善;(2)关于赛里木湖面积变化对气候变化的相应原理还需要进行深入研究,我们认为这是一个长期的研究课题;(3)我国地形地貌类型复杂多样,要建立完善、合理的地形地貌单元精准的定位的规范和流程,至少要对不同区域、各个典型地貌类型区域进行多次、反复的试验探索,才能确定。所以后续还需要进一步选择更多的试验区进行试验;(4)就目前的实验结果来看,利用DEM数据修正形态类型边界难度不大,但对于涉及成因的地貌类型,目前还没有形成较为成熟的解决方法;(5)如何有效控制地貌类型解析的质量,特别是平原区、地形破碎区(如黄土地貌、岩溶地貌)等区域地貌类型界线的精准定位,需要确定地貌类型解析的精度和指导原则,这是今后该项研究的重要方向。
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