基於DEM的黃土高原地貌形態空間格局研究

《基於DEM的黃土高原地貌形態空間格局研究》是依託南京師範大學，由湯國安擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：基於DEM的黃土高原地貌形態空間格局研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：湯國安
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

本研究在綜合分析地形與地貌、定性與定量、微觀與巨觀、解析與綜合、表象與機理諸多矛盾的基礎上，首先提出黃土高原地貌形態空間格局的概念模型與描述體系，建立描述黃土高原多尺度地形特徵的地形因子集。以高數據精度、多空間尺度、高密度實驗樣區數字高程模型（DEM）為基本信息源，運用數字地形分析方法，從流域及區域兩種空間尺度，研究地形因子的空間分異，以期揭示黃土高原的地形結構特徵及其空間分異格局；進而，根據黃土地貌在不同發育階段的地貌形態特徵，確定黃土地貌相對發育年齡的定量描述指標，闡釋黃土高原地貌發育階段的空間分異特徵與發展態勢，構建黃土高原地貌形態的時空多尺度序列，深化對黃土高原地貌及發育規律的認識，為該地區水土流失治理與生態修復重建工程的實施提供科學依據。本研究也是基於海量的DEM數據研究區域巨觀地貌形態的一次重要探索，所提出的一整套新模式與新方法，可望充實GIS空間分析的理論與方法體系。

結題摘要

數字高程模型是國家基礎地理資料庫的主要內容之一，在描述地形特徵、揭示地貌空間格局上發揮著重要的作用。本研究以高數據精度、多空間尺度、高密度實驗樣區數字高程模型（DEM）為基本信息源，揭示黃土高原的地形結構特徵及其空間分異格局，是套用國家基礎地理數據解決基礎地學問題的一次重要探索。 黃土高原因其獨特的自然地理特徵被譽為全球最具有地學研究價值的地理區域之一。前人對黃土地貌的研究以定性或半定量為主，數字高程模型的套用為黃土地貌的量化研究提供了重要的數據和方法支撐。本課題通過四年的研究，在黃土高原數字地形分析的理論與方法體系方面都取得了重要進展。在因子分析、模式分析、統計分析、模型分析的基礎上提出了面向對象的數字地形分析體系，通過對黃土高原地形特徵點、地形特徵線、地形特徵面對象的深入研究，定量地揭示了黃土高原地貌形態的空間格局。所提出的坡譜分析法、流域剖面線分析法、正負地形分析法、溝谷特徵點簇分析法、紋理分析法等一些列原創性數字地形分析方法不僅在黃土高原地貌格局的研究中得到成功實踐，更可望在其它區域的地貌研究中發揮作用。本研究所提出的一系列地形定量因子，分別從坡面尺度、流域尺度、區域尺度描述了黃土高原的地貌形態及其空間格局。根據新生代構造運動特徵與沉積過程的差異，再結合地形定量因子的組合分析，對黃土高原進行了一、二級地貌區劃。通過黃土地貌繼承性的研究，揭示了黃土高原區域地貌的演化特徵及地貌演化的區域差異性。研究所構建的元胞自動機模型實現了黃土小流域溝谷發育的動態過程模擬，且具有較高的精度。在課題研究過程中，出版專著1部，教材2部，國際會議論文集1部；已發表科研論文65篇，其中SCI檢索期刊論文16篇，EI檢索期刊論文10篇，EI檢索會議論文6篇；取得軟體著作權1項，專利2項；獲地理信息科技進步一等獎1項，江蘇省高等學校精品教材獎1項，國際會議最佳博士生報告獎1項；主辦數字地形分析國際會議1次，主辦全國GIS博士論壇2次，參加國內外會議20次；5名博士研究生分赴奧地利薩爾茨堡大學和香港理工大學開展學術交流活動，培養畢業博士研究生畢業8人，碩士研究生8人。