《基於DEM的黃土高原流域邊界剖面譜研究》是依託南京師範大學，由楊昕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於DEM的黃土高原流域邊界剖面譜研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊昕
- 依託單位：南京師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
流域邊界剖面譜是以流域出水口為分割點，將流域邊界高程剖面展開至平面得到的連續高程曲線，不同區域不同等級流域邊界剖面線的系列組合構成流域邊界剖面譜。在黃土高原的初步研究顯示，不同的流域邊界剖面對應著不同的地貌形態。流域邊界剖面譜的空間分異，體現了黃土高原地貌形態與類型組合的空間分異。本項目擬綜合運用盼姜槳微觀與巨觀分析、定性與定量分析、原型與模型分析相結合的方法，對基於流域邊界剖面譜的數字地形分析理論與方法進行深入探索。通過剖析流域邊界剖面譜與黃土高原地貌形態的內在聯繫與耦合關係，揭示流域邊界剖面譜的科學內涵；以大比例尺高精度DEM為基本信息源，研究流域邊界剖面譜的建立、存在條件與定量描述方式。通過在黃土高原多實驗區分析，研究流域邊界剖面譜的形態特徵及多空間尺度分異規律，挖掘其所蘊含的深層次地學知識，揭示黃土高原地貌形態與組合燥章敬的空間格局，豐富DEM數字地形分析的理論與方法。
結題摘要
本課題創她料辨新性的提出了流域邊界剖面譜的概念，並對其進行了系統的研究。經過三年的研究工作，課題按計畫完成了預定內容，並在此基礎上進行了一定的擴展研究。首先，提出並論證了流域邊界剖面譜的概念模型。研究顯示流域邊界剖面譜具有譜線穩定、地貌對應、尺度依賴以及內涵豐富等特性，進而提出了流域邊界剖面譜的概念定義。重點研究了流域邊界剖面譜的影響因素，結果顯示雖然DEM解析度的降低對剖面線的提取有一定影響，但是1:5萬DEM提取結果與1：1萬十分相近，可用於代替大面積、大範圍流域邊界剖面線的數據提取；匯流路徑算法對流域邊界剖面線影響很小；當集水區面積大於0.5Km2時，流域邊界剖面譜的形態基本穩定。其次，通過對流域邊界剖面線的形態解析，在明確剖面線特徵點的地學意義基礎上，從統計特徵、形態特徵以及頻率特徵三個方面構建了18個量化指標，並給出了每個指標的計算模型及地學含義。最後，在實現81個實驗區各指標計算的基礎上，從空間序槳剃淋汽列和尺度序列兩個方面，展開了流域邊界剖面譜的空間分異研究。結果顯示，這些量化指標能反映出陝北黃土高原地貌特徵的空間分布趨勢，主要表現為1）西-東漸變型（2）南-北漸變型（3）單中心擴散型（4）多中心擴散型（5）交錯漸變型等五種類型。它們在一定程度上對應著黃土高原地勢梯度、地形複雜度、地形破碎度、地表粗糙度、地表紋理、形態自相似性、土壤侵蝕強度、地貌發育程度等方面空間巨觀變化趨勢。流域邊界剖面譜尺度特徵序烏只列研究顯示，5個指標與流域尺度存在正相關，4個指標存在負相關，槳擔匪其他指標則對流域尺度變化不明感。此外，針對流域邊界剖面線側重正地形、忽視負地形的不足，引入了溝沿線剖面線和主溝谷線剖面線兩個流域地貌發育的重要特徵線，通過對三者的有機耦合，將流域邊界剖面譜拓展為流域剖面譜，並構建了描述地形複雜度和地貌發育特徵的9個指標，實現了48個典型放諒屑烏樣區的計算與分析，研究結果顯示所構建的某些指標與黃土高原景觀單元、溝壑密度、土壤侵蝕強度以及土壤侵蝕類型等有一定的對應關係。該課題構建了一套基於剖面線的地形信息挖掘方法，其成果進一步豐富了數字地形分析方法，可為將來黃土地貌的演化模擬提供定量信息依據。
