基於DEM的黃土溝頭地貌研究

《基於DEM的黃土溝頭地貌研究》是依託山東科技大學，由朱紅春擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於DEM的黃土溝頭地貌研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：朱紅春
• 依託單位：山東科技大學

項目摘要

溝頭是黃土溝谷中最活躍的空間區域。黃土溝頭具有豐富的個體與群體形態、複雜的自然與人為成因、顯著的空間與時間差異、規律的發育與演化軌跡，成為兼具類型、結構、形態、成因等地貌學涵義的獨特地貌景觀。黃土溝頭地貌特徵的時空分異規律，不僅反映了黃土溝谷的形成與發育機理，又從一個重要側面揭示著黃土地貌的演化進程。本項目擬系統、全面構建黃土溝頭地貌的概念模型及其特徵指標體系，研究以多尺度DEM為基本信息源，獲取黃土溝頭和量化指標的方法；分析黃土溝頭個體與群體特徵，研究黃土溝頭的區域差異性；基於多樣區數據分析和人工模擬實驗，研究黃土溝頭髮育與演化的基本規律與影響因素，建立其發育演化模型，藉此研究黃土地貌的發育演化進程。本課題以溝頭為對象，對黃土溝谷地貌的形態格局和時空演化規律進行系統深入的研究，不僅期待發展和完善面向溝谷的數字地形分析方法，更渴望實現對黃土地貌時空格局演變規律及其內因機理研究的新突破。

結題摘要

本課題以黃土溝頭為研究對象，對黃土溝頭的模式識別方法、空間分異特徵和發育演化規律進行了系統的研究，並以此為基礎，分析研究了黃土地貌區溝谷結構的尺度特徵和流域結構特徵，同時對DEM的影像紋理特徵最佳化提取和地貌分類進行了探索。本課題研究內容的完成情況及取得的創新性研究成果總結如下：（1）研究黃土溝頭的地貌學特徵，定量分析黃土溝頭的形態學特徵，建立黃土溝頭的分類體系；研究以DEM數據為基本信息源，提取黃土溝頭特徵要素的方法；研究建立描述黃土溝頭地貌特徵的指標體系，確定其定量化表達方法，進行不同黃土地貌區溝頭特徵的定量分析。（2）研究基於DEM的黃土溝谷地形分割方法，提出一種面向對象的DEM溝頭對象識別方法；計算了溝頭對象的主要地形指標數值，深入分析了黃土溝頭的空間分異和形態區域特徵，並推演黃土溝谷的發育階段及其演化進程。（3）以溝頭形態各異、溝谷發育顯著的若干黃土地貌類型區為研究區，計算溝谷結構定量指標，分析溝谷結構在不同數據尺度和分析尺度上的變化規律；分析研究溝谷結構在不同地貌區的空間分異規律，結合不同黃土地貌區的溝谷形態特徵，探索黃土地貌的發育階段與溝谷形態的關聯關係。（4）研究基於溝谷特徵點標定的流域等級結構模型，計算流域單元的定量指標，分析定量指標隨流域等級結構變化所呈現的規律，探討侵蝕地貌在流域尺度上的空間結構與發育演化變異特徵。（5）基於灰度共生矩陣方法，計算DEM的影像紋理特徵值；分析紋理特徵值的變異係數，確定DEM的影像紋理計算的最佳參數值，並獲取DEM數據的影像紋理特徵值；進行紋理特徵值的信息量分析，融合得到包含最大信息量的DEM紋理多波段圖像；基於DEM的紋理圖像，進行地貌分類和結果分析。 綜上所述，經過四年的研究，按照既定的研究方案和計畫，完成了項目計畫書中三個主要研究內容的工作任務，取得了相應的預期研究成果。研究成果可望為深層次DEM的地學分析套用研究提供理論和方法基礎。