黄土高原沟谷地貌发育演化研究进展与展望     

熊礼阳  汤国安 《地球信息科学学报》2020,22(4):816-826

黄土沟谷是黄土地貌中最有活力、最具变化、最富特色的对象单元,黄土高原千沟万壑的地貌形态以及触目惊心的侵蚀状态也让区域内沟谷地貌的形成、发育及演化问题成为研究中焦点及前沿性科学问题。近年来,诸多学者采用地学测年法、特征表达法、监测模拟法力图实现对黄土沟谷发育演化进程中“过去-现代-未来”的科学认知。这些研究在相当程度上丰富了黄土沟谷发育过程的认知。本文梳理了黄土高原沟谷地貌演化相关研究的现状,并从黄土高原地貌演化、黄土沟谷发育、基于DEM的沟谷信息提取与表达等研究进行了系统的回顾、梳理与分析。此外,本文提出“黄土沟道剖面群组”概念与方法,试图从新的视角审视黄土沟谷地貌发育演化过程。沟道剖面在黄土沟谷发育演化进程中传递物质能量和累积地形动力,并通过径流节点的串联实现剖面群的连接与组合,形成独特的剖面“群组”模式;该沟道剖面群组是集黄土沟谷地貌特征与过程于一体的综合信息集成体,其三维空间结构是对黄土沟谷地貌发育演化的高度抽象与映射,并可望进一步丰富黄土高原数字地形分析理论与方法体系,为黄土高原黄土地貌成因机理与空间分异格局带来创新的认识。  相似文献   

格网DEM侵蚀学坡长并行计算方法     

刘凯  汤国安  江岭  宋效东  阳建逸 《武汉大学学报(信息科学版)》2015,(2):274-279

针对现有侵蚀学坡长串行算法在处理大区域海量数据时计算能力的不足,基于消息传递接口(MPI)并行化工具,提出了一种格网DEM的侵蚀学坡长并行计算方法,采用缓冲区更新计算策略,解决了并行计算过程中的数据依赖性问题。选取陕北黄土高原的两组不同分辨率的DEM数据对并行算法进行了测试,结果表明,提出的并行计算方法可以有效降低侵蚀学坡长的计算时间,并取得了较好的并行效率。  相似文献   

利用DEM边缘检测进行黄土地貌沟沿线自动提取   总被引：6，自引：0，他引：6  

晏实江  汤国安  李发源  董有福 《武汉大学学报(信息科学版)》2011,(3):363-367

在分析黄土地貌沟沿线形态特征的基础上,提出了基于规则格网DEM,通过引入边缘检测算子提取并连接沟沿线候选点,并借助形态学方法滤除细碎线段,最终生成沟沿线的方法。黄土丘陵沟壑区的实验结果显示,Sobel、Roberts、Prewitt梯度算子检测得到的沟沿线封闭性较差,线段较零碎,与实际沟沿线不符,不适用于沟沿线的自动提取;而LOG算子提取的线段连续、精度高,是理想的沟沿线检测算子,能够实现黄土地貌沟沿线较准确、有效的自动提取。  相似文献   

梯田DEM快速构建方法研究   总被引：3，自引：0，他引：3  

祝士杰  汤国安  张维  赵卫东 《测绘通报》2011,(4):68-70,82

以梯田建设较为典型的陕北黄土高原为例,研究基于国家大比例尺DEM数据快速构建梯田DEM的方法,所采用的约束特征线控制地形的方法能快速构建试验样区内不同类型梯田DEM.试验结果表明,梯田DEM实现了对梯田地形的真实有效表达,为数宁地形分析在梯田地区的应用提供了数据基础.  相似文献   

基于DEM坡度坡向算法精度的分析研究   总被引：65，自引：4，他引：61  

刘学军  龚健雅  周启鸣  汤国安 《测绘学报》2004,33(3):258-263

坡度坡向是两个最基本的地形因子,目前对DEM坡度坡向计算模型和精度存在一些不同的甚至矛盾的观点,其原因在于没有区分误差来源和分析评价方法的不同.本文对DEM坡度坡向误差进行了理论分析,并通过实验数据对相关结论进行了验证.旨在澄清目前关于坡度坡向计算模型上的矛盾结论.  相似文献   

基于DEM的黄土高原(重点流失区)地貌演化的继承性研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

熊礼阳  汤国安  袁宝印  陆中臣  李发源  张磊 《中国科学:地球科学》2014,(2):313-321

黄土堆积过程如何继承下伏古地形,即黄土地貌演化的继承性研究,是反映黄土高原200余万年来发育、演化的关键环节,也是黄土沉积地貌的研究热点.本文以地质图、DEM、遥感影像及实测数据为依据,运用GIS空间分析方法,得出黄土高原(重点流失区)第四纪黄土堆积以前原始地形面的数字高程模型.通过地形剖面图、面积高程积分、地形剖面比降及地形剖面凸凹度等方法与指标,分析现今地形与古地形的空间关系.实验结果显示:两种地形的高程、比降、凸凹度呈现明显的线性正相关关系,特别在黄土沉积较为完善的区域表现为相当完好的继承关系.尽管现今黄土高原部分地区受流水侵蚀,地表形态较为破碎,但仍然可以反映出,黄土堆积过程的总体趋势是缓和了原始地貌的地形起伏程度.该结果深化了对黄土地貌发育演化继承性的认识.  相似文献   

局部型地形因子并行计算方法研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

江岭  汤国安  刘凯  宋效东  阳建逸  张刚 《地球信息科学学报》2012,14(6):761-767

 随着分析区域的扩展及需求精度的提高,数据-计算密集型地形分析亟需通过并行化来满足用户的时间响应需求。局部型地形因子是以一定半径的分析窗口(通常为3×3)计算且具有单元计算结果独立性的地形信息,是数字地形分析的基本参数。本文在分析局部型地形因子串行算法特征的基础上,以坡度算法为样本,对局部型地形因子的并行计算方法进行了深入研究。从数据并行的角度,对并行计算环境下的数据划分粒度、方式及结果融合策略进行了分析,构建了局部型地形因子的并行计算方法。利用SRTM陆地表面地形DEM数据,设计了坡度并行计算的实验以验证其方法的正确性和实用性。实验结果表明,本文提出的并行计算方法顾及了任务、数据及计算环境,可快速对局部型地形因子串行算法进行并行化改造,提高算法的执行效率,具有较好的并行性能。  相似文献   

黄土地貌沟沿线研究综述   总被引：2，自引：0，他引：2  

张磊  汤国安  李发源  熊礼阳 《地理与地理信息科学》2012,28(6)

黄土高原的沟沿线是最能体现黄土地貌形态特征的地形结构线.沟沿线的形态结构、层次级别、空间展布、发育趋势,既是黄土地貌最显著的外在表象,又深刻地映射着黄土地貌发育的内在机理.该文首先从沟沿线类型划分入手,在总结前人对线状地貌特征要素分类研究的基础上,分析了现有黄土地貌沟沿线类型划分体系;其次,从定量分析的角度,对现有沟沿线的量化指标研究现状进行了分析,系统归纳和总结了沟沿线自动提取技术的特点与适应性.此外,分析了基于沟沿线的黄土地貌研究进展,并从辩证的视角阐述了沟沿线研究科学内涵与发展趋势,对当前沟沿线研究存在的问题进行了深入剖析,展望了黄土地貌数字地形分析的发展前景.  相似文献   

地形复杂度的多因子综合评价方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

卢华兴  刘学军  汤国安 《山地学报》2012,(5):616-621

地形复杂度指标(Terrain Complexity Index,TCI)是评价地表起伏和褶皱程度的指标,广泛应用于DEM数字地形分析、数据综合和建模、地貌分类以及DEM精度研究等领域。然而目前地形复杂度指标多数采用单一地形指标或区域统计指标,缺乏局部的复合评价指标。为此,引入多因子分析方法和局部窗口分析方法,探讨一种基于格网DEM数据的复合地形复杂度指标(Compound Terrain Complexity Index,CTCI)的建模方法。首先利用多因子评价方法选取4种局部地形因子(局部高差、局部标准差、局部褶皱度、局部全曲率),之后利用局部窗口分析方法获取各指标的计算值,最后融合4种因子得到每个格网的CTCI。在实验分析中,选取了3个典型地貌样区和1个混合地貌样区,实验结果表明:CTCI能从整体上区分不同典型地貌区的地形复杂程度,同时CTCI在局部范围与混合地貌样区的等高线的密度和变化程度有较好的吻合,表明CTCI能从整体和局部反映地表的起伏和褶皱变化,是较好的地形复杂度评价指标。  相似文献   

DEM与地形分析的并行计算     

宋效东  刘学军  汤国安  王永君  田剑  窦万峰 《地理与地理信息科学》2012,28(4):1-7

总结了数字高程模型构建、特征提取等并行算法的研究进展,概述了不同并行算法的主要内容;探讨了DTA并行技术在海量地形数据可视化和高性能地学计算的应用,随着DEM的需求日益增大,高精度、高分辨率DEM产品及其附加服务也逐步产品化。最后,通过分析并行计算发展的关键问题,提出DTA并行技术的研究趋势及研究意义,合适的数据划分和结果融合策略、通用并行算法、容错机制和负载均衡策略的设计是今后研究的重要内容,尤其是如何在多种计算模式共同发展的背景下利用并行计算解决地学难题,从而得到更接近现实世界地理环境的模拟,并扩大数字地形分析的应用范围。  相似文献