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1.
在降雨侵蚀中黄土地面坡度变化的高分辨研究 总被引：3，自引：0，他引：3
运用近景数字摄影测量方法,获得在不同人工降雨时段黄土模拟小流域高精度、高分辨率的DEM数据,并以地面坡度及其组合形态的变化为切入点,通过对比分析和理论验证,探讨黄土小流域降雨侵蚀过程中地面坡度变化特征,在更宏观空间尺度和高分辨的时间尺度上,揭示黄土地貌形成与发育特征。研究结果表明：1）在较好地维持黄土的土壤结构与抗蚀特征,较真实地模拟自然降雨的条件下,模拟流域地面的变化能很好地反映自然地面的发育进程。2）在降雨侵蚀过程中,黄土小流域地面坡度呈现持续性变化规律,平均坡度在地貌发育幼年期呈加速增长趋势,到了壮年期增长幅度呈递减性变化;坡度组合以侵蚀临界角度为轴点呈持续逆转变化,侵蚀临界坡度单元所占面积基本保持稳定。3）黄土地面坡度的变化,一方面受地表物质被侵蚀和迁移程度的影响,另一方面,也是沟间地、沟坡地和沟底地空间面积重新分配的结果。 相似文献
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黄土高原流域地貌系统的地貌演化特征十分复杂,尚有诸多科学问题有待进一步深入研究。以往研究大多集中在流域地貌演化的侵蚀和发育特征等某一方面,缺乏从流域地貌系统及其势能信息熵的视角深入剖析野外多岩土层黄土小流域地貌演化特征的研究。为此,基于系统论的观点和方法,构建多岩土层黄土小流域地貌系统及其势能信息熵的数学模型,并以辛店沟小流域为例,对其地貌演化特征进行研究。结果表明：（1）构建的野外多岩土层黄土小流域地貌系统的概念模型及其势能信息熵的数学模型能够有效对辛店沟小流域进行数值模拟。（2）以黄土侵蚀作用为主的辛店沟小流域从2000—2019年的地貌演化过程是其势能信息熵的熵减过程和黄土地貌不断侵蚀的过程。（3）辛店沟小流域的势能信息熵能较好地反映该小流域的地貌演化阶段和地貌侵蚀过程。 相似文献
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黄土高原正负地形的不同组合特征反映了黄土地貌的发育程度,黄土小流域正负地形的演化则是黄土高原地貌形态发育的缩影。该文采用地理元胞自动机的建模方法,对室内黄土小流域正负地形的演化过程进行建模与模拟。实验通过多次训练神经网络,自动获取转换规则,简化了构建元胞自动机模型的难度,同时,模拟的结果总精度达88.5%。研究表明,该方法可以反映黄土小流域正负地形演化过程中其沟谷扩张、沟头向前以及黄土陷穴的发育特点,对黄土高原地貌发育研究具有重要意义和可鉴性。 相似文献
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沟谷网络是黄土高原流域地貌的重要侵蚀产沙区和最主要的产沙运移通道,深入了解沟谷网络的形成过程和演化特征,对黄土高原小流域的水土保持综合治理、生态恢复和流域地貌演化过程研究具有重要意义.然而,流域内部沟谷网络的发育演化过程与整个流域地貌演化过程的相互作用机制尚未得到有效揭示.该文基于室内人工降雨试验条件下获取的9期人工模拟黄土小流域DEM数据,提出一种表征流域地貌系统内部沟谷网络演化有序程度的方法,并利用小流域地貌系统的势能信息熵及其熵变规律对沟谷网络演化过程及其变化特征进行研究.结果表明:在该实验条件下,以侵蚀为主的均质黄土小流域在地貌发育的幼年期,势能信息熵呈不断减小态势,沟谷网络有序性不断增强,在幼年期末达到最高;进入壮年期后,势能信息熵呈缓慢增加态势,沟谷网络有序性受到一定程度破坏,演化特征与该系统势能信息熵的熵变特征及流域地貌侵蚀发育阶段高度一致,流域地貌的势能信息熵和沟谷网络有序演化特征能有效指示流域地貌的侵蚀发育阶段. 相似文献
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这次会议由我国甘肃省滑坡泥石流研究会与国际地理学会地貌委员会联合召开,带有讲习班性质,旨在促进国际学术合作与交流。 会议内容广泛,含黄土地貌过程和灾害的理论分析,野外观测和调查,室内模拟与试验,应用、预测和研究进展等。具体内容有:1.黄土地貌及其形成过程;2.黄土侵蚀及其地貌形态和水土保持;3.黄土地貌与经济建设规划的关系;4.黄土工程地貌;5.黄土区灾害地貌,以及灾害的形成机制与防治。 相似文献
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模拟流域地貌发育过程的空间数据获取与分析 总被引：12，自引：3，他引：9
运用数字摄影测量与GIS技术对人工模拟降雨条件下小流域模型地貌发育过程进行了动态监测研究,获得了小流域模型不同发育阶段地貌形态高精度、高分辨率的DEM数据、等高线、纵横剖面等数据,计算出了流域模型各种地貌形态参数,并利用GIS技术进行流域发育过程的空间形态进行了可视化和空间分析.研究表明,数字摄影测量与GIS技术可准确快速获取流域地貌形态的相关参数及小流域土壤侵蚀的空间定量分布,对于黄土高原小流域降雨侵蚀产沙过程与地貌形态特征定量作用关系研究及小流域土壤侵蚀预报模型建立具有重要科学意义. 相似文献
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黄土地貌是按独特的演化模式形成当今复杂多样且有序分异的地貌形态组合。基于数学形态法将合水县地区黄土地貌分类并计算得出塬梁峁地貌单元的分类指标,再通过黄土地貌单元的形态特征及分类指标,对黄土塬梁峁地貌演化模式作出定量化和可视化表达,并预测塬即将消失的区域。研究发现：① 似圆度是界定黄土地貌单元演化进程的重要指标,黄土地貌单元在演化过程中,其形状规律程度逐渐增加;可用周长面积比和平均坡度界定塬梁的分界,可用边界临接指数界定梁峁的分界。② 塬向梁演化实质就是残塬向树杈梁演化。残塬是人类赖以生存的地貌单元,是固沟保塬工程的重点实施对象。 相似文献
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《山地学报》2018,(6)
基于DEM提取的地形因子随分辨率变化问题(尺度效应)受到广泛关注,不同地貌类型区地形因子随分辨率变化规律存在差异,其差异的机理性原因还有待进一步探讨。本研究以黄土丘陵沟壑区五个副区为研究区,统计了不同地貌类型区坡度随分辨率变化规律,计算了高程变异函数,并引入独立结构变异函数模型(Independent Structures Model,ISM)拟合了高程表面不同空间频率层次,分析了地形空间频率层次在黄土丘陵沟壑区的空间分异规律,从而进一步分析坡度随分辨率变化规律与地形空间频率层次之间的关系。研究表明:平均坡度相近的地区坡度随分辨率变化规律并不相同,高频地形信息的存在与否及其所占比重,是决定一个地区坡度随分辨率变化衰减程度的重要因素,在坡度随分辨率变化衰减程度和坡度尺度变换研究及应用中应考虑研究区内地形空间频率组成情况,这对于丰富和完善数字地形分析理论体系具有重要意义。 相似文献
9.
黄土地貌沟沿线类型划分 总被引：1，自引：0，他引：1
沟沿线是黄土高原地区地貌类型、土地类型及土地利用类型划分的基本分界线。在提出了沟沿线划分的基本原则的基础上,根据沟沿线的成因、空间分布、形态、数量、显著性、发展速度、扩展方式的差异为基本依据,充分研究黄土高原侵蚀机理与过程,结合大量的遥感判读与野外工作,提出了黄土地貌沟沿线类型划分体系。并进一步分析在黄土地貌水蚀沟谷不同发育阶段中沟沿线类型的变异,其结果也进一步体现出沟沿线发育的特点以及与黄土地貌沟谷发育的密切联系。 相似文献
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顾及地貌结构特征的黄土沟头提取及分析 总被引：4，自引：0，他引：4
沟头是黄土地貌中发育最活跃的地貌部位,沟头的个体与群体对黄土沟间地的蚕食,成为监测黄土高原地面侵蚀演化的重要标识。有效获取并分析沟头的空间分布特征,对于系统、深入地研究黄土地貌的空间形态结构具有重要的意义。以陕北黄土高原典型地貌类型区为实验样区,设计并实现了基于5 m分辨率DEM的沟头提取算法,获取了各实验样区的沟头空间信息;运用点格局分析方法,分析了沟头的空间分布特征。实验结果显示,所提出顾及沟沿线的沟头自动提取方法,具有较好的合理性与精确性;同时,从黄土塬区、黄土残塬区到黄土丘陵沟壑区,随着沟壑发育程度的增强,沟头逐步逼近分水线,其空间分布呈现“远分水线聚集—随机—近分水线聚集”的变化格局。 相似文献
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Jane Xinxin Zhang Kang‐Tsung Chang Joan Qiong Wu 《International journal of geographical information science》2013,27(8):925-942
Digital elevation models (DEMs) vary in resolution and accuracy by the production method. DEMs with different resolutions and accuracies can generate varied topographic and hydrological features, which can in turn affect predictions by soil erosion models, such as the WEPP (Water Erosion Prediction Project) model. This study investigates the effects of DEMs on deriving topographic and hydrological attributes, and on predicting watershed erosion using WEPP v2006.5. Six DEMs at three resolutions from three sources were prepared for two small forested watersheds located in northern Idaho, USA. These DEMs were used to calculate topographic and hydrological parameters that served as inputs to WEPP. The model results of sediment yields and runoffs were compared with field observations. For both watersheds, DEMs with different resolutions and sources generated varied watershed shapes and structures, which in turn led to different extracted hill slope and channel lengths and gradients, and produced substantially different erosion predictions by WEPP. 相似文献
12.
A study on DEM-derived primary topographic attributes for hydrologic applications: Sensitivity to elevation data resolution 总被引：1，自引：0，他引：1
Primary topographic attributes play a critical role in determining watershed hydrologic characteristics for water resources modeling with raster-based digital elevation models (DEM). The effects of DEM resolution on a set of important topographic derivatives are examined in this study, including slope, upslope contributing area, flow length and watershed area. The focus of the study is on how sensitive each of the attributes is to the resolution uncertainty by considering the effects of overall terrain gradient and bias from resampling. Two case study watersheds of different gradient patterns are used with their 10 m USGS DEMs. A series of DEMs up to 200 m grid size are produced from the base DEMs using three commonly used resampling methods. All the terrain variables tested vary with the grid size change. It is found that slope angles decrease and contributing area values increase constantly as DEMs are aggregated progressively to coarser resolutions. No systematic trend is observed for corresponding changes of flow path and watershed area. The analysis also suggests that gradient profile of the watershed presents an important factor for the examined sensitivities to DEM resolution. 相似文献
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Min Cao Fang Zhang Jianyi Yang 《International journal of geographical information science》2013,27(7):1349-1363
Cellular automata (CA) have been used increasingly to simulate complex geographical phenomena. This paper proposes a CA model for simulating the evolution of dynamic positive and negative (P–N) terrains in a small loess watershed. The CA model involves a large number of attributes, including the state of P–N terrains, distance to the shoulder-line, neighbourhood condition and topographic factors. Topographic factors include the slope gradient, aspect, slope length, slope variation, aspect variation, plan curvature, profile curvature, relief amplitude and flow accumulation. The CA model was applied to simulate the evolution of P–N terrains in an indoor, small loess watershed under artificial rainfall. The transition rules for CA were constructed automatically using a decision-tree algorithm. The derived transition rules are explicit for decision-makers and helpful for generating more reliable terrains. The simulation produces encouraging results in terms of numeric accuracy and spatial distribution, in agreement with natural P–N terrains. The iterative processes show that loess negative terrains continuously erode positive terrains. The development of a loess sinkhole near the centre gully head was reproduced as well, which shows the function of loess sinkholes in the formation of loess channel systems. 相似文献
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地貌格局与流域侵蚀产沙过程关系定量分析——以黄河中游河龙区间为例 总被引：2，自引：0，他引：2
以河龙区间42个流域为对象,在流域地貌格局信息提取和侵蚀产沙过程特征指标计算及其相互关系分析的基础上,探讨地貌格局对流域侵蚀产沙过程的影响。结果表明:①在河道系统水平,河流数量、长度等几何特征指标和河流分叉率(Rb12)、分级率(Rd32)、相邻级别间的河流长度比等形状特征指标与流域侵蚀模数显著相关;②在流域系统水平,坡度粗糙度、相对高差、圆度比、高长比是影响流域侵蚀产沙过程的主要指标,其中坡度粗糙度是最根本的解释变量;③各地貌格局因子间相互作用复杂,且对侵蚀过程的影响要强于泥沙输移过程,其通径分析模型对流域侵蚀模数、输沙模数和泥沙输移比变化的解释度分别为65%、33%和20%。这对正确认识影响流域侵蚀产沙过程的格局因素和建立准确的过程模型,具有重要参考价值。 相似文献
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Monia Santini Salvatore Grimaldi Fernando Nardi Andrea Petroselli Maria Cristina Rulli 《Geomorphology》2009,113(1-2):110
Terrain analysis applications using remotely sensed Digital Elevation Models (DEMs), nowadays easily available, permit to quantify several river basin morphologic and hydrologic properties (e.g. slope, aspect, curvature, flow path lengths) and indirect hydrogeomorphic indices (e.g. specific upslope area, topographic wetness index) able to characterize the physical processes governing the landscape evolution (e.g. surface saturation, runoff, erosion, deposition). Such DEMs often contain artifacts and the automated hydrogeomorphic characterization of the watershed is influenced by terrain analysis procedures consisting in artificial depression (pit) and flat area treatment approaches combined with flow direction methods.In shallow landslide deterministic models, when applied using topographic dataset at medium scale (e.g. 30 m of resolution), the choice of the most suitable DEM-processing procedure is not trivial and can influence model results. This also affects the selection of most critical areas for further finer resolution studies or for the implementation of countermeasures aiming to landslide risk mitigation.In this paper such issue is investigated using as topographic input the ASTER DEMs and comparing two different combinations of DEM correction and flow routing schemes. The study areas comprise ten catchments in Italy for which hydrogeomorphic processes are significant. Aims of this paper are: 1) to introduce a parameter estimation procedure for the physically-based DEM correction method PEM4PIT (Physical Erosion Model for PIT removal); 2) to investigate the influence of different terrain analysis procedures on results of the slope stability model SHALSTAB (SHAllow Landsliding STABility) using remotely-sensed ASTER DEMs; 3) trying to assess which of terrain analysis methods is more appropriate for describing terrain instability. 相似文献
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基于室内人工降雨试验条件下获取的黄土坡面侵蚀的九期DEM数据，计算出不同演化时期黄土坡面的坡度、坡向及沟道网络，利用等分坡度直方图、等分坡向玫瑰花图和沟道分级网络对坡面侵蚀变异特征进行研究，并初步分析了该变异特征与黄土坡面侵蚀和演化过程之间的关系。结果表明：在黄土坡面侵蚀过程中，该坡面的坡度离散程度在逐步增加后基本保持稳定；其主导坡向总体呈现逐步有序化的变化特征，由多个主导坡向逐步演化为与该坡面主干沟道总体走向基本一致的一个主导坡向；其沟道网络逐步发育成典型树状网络并基本保持稳定，且形成了完整和严密的沟道等级结构。上述侵蚀坡面变异特征在一定程度上反映出该坡面在发育初期侵蚀较为强烈但在后期强度有所减弱。本研究是对黄土侵蚀坡面变异特征的初步探索，对未来进一步揭示黄土坡面的侵蚀机理和演化规律具有重要理论意义。 相似文献
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基于高分辨率DEM的黄土地貌正负地形自动分割技术研究 总被引：4，自引：0，他引：4
黄土地貌正负地形自动分割是构建地表空间分布式机理-过程模型的基础。在分析黄土高原地区典型地貌坡面形态及汇流过程特征的基础上,提出了基于5m分辨率栅格DEM自动分割黄土正、负地形的技术方案。该方案首先利用坡面上下游栅格点的坡度对比识别沟沿线点,然后利用汇水模型提取沟沿线点约束的上游汇水区域,从而实现正、负地形的自动分割。在黄土塬区及丘陵沟壑区的实验结果表明,该方法的优点是提取精度高,人工干预少,在不同地貌类型区域内有很好的应用适宜性。 相似文献