實驗地形學

概述

地形學是研究地球表面的地貌結構、形態成因、發展歷史、動態過程及其演變規律的科學。實驗地形學即在嚴格監測和一定控制條件下，對被選擇的地貌體或地貌特徵進行自然觀測或模型實驗研究的地形學分支¨J。地貌實驗觀測和模型的建立中對觀測儀器的選擇意義重大：微尺度模型試驗製作和觀測時細小的誤差會對其產生較大的影響，因此精密的觀測儀器是試驗質量的保證；而大尺度的現場試驗由於地形觀測條件的限制，所選觀測方法須考慮便利、精度等諸多問題。傳統的觀測方法如水準儀加經緯儀、全站儀等單點的量測方法耗時長、效率低下。隨著光電技術、超音波技術及圖形處理技術的發展，一些高效率、高精度、自動化、非接觸的觀測儀器研製成功並已廣泛套用到實驗地貌的觀測試驗中。

研究內容

包括地球表面形態及其形成動力的分析，地球表面形態的發生和發育規律以及組成地貌的沉積物，亦稱“地形學方法”。

研究方法

在實驗室條件下模擬地貌形成過程或在典型地貌區建立定位、半定位實驗站的方法，目的是揭示任何地貌形態的發生、發展和不同因素對地貌形成的影響以及套用數學方法表示地貌發育規律的可能性。對於礦產的普查和勘探、工程建設、土壤改良、水土保持、地形測量：地質調查、區域規劃和國防建設等均具有重要的實踐意義。

觀測方法

數字近景攝影測量法

近景攝影測量是基於透視幾何理論，運用兩個或多個攝像頭近距離(距離小於100m)獲得目標圖像信息，通過透鏡和目標物體間三維位置計算目標點群的三維空間坐標。作為攝影測量的一個重要分支，它的發展經歷了模擬攝影測量、解析攝影測量的近景攝影測量三個階段。

三維雷射掃描技術

三維雷射掃描技術又被稱之為“實景複製技術”，屬於非接觸掃描方式，採用雷射測距原理，通過記錄並處理被測物體表麵點的三維坐標信息而得到其三維模型。它可分為兩種形式：一種是傳統的以點雲形式獲取地形及複雜物體表面的陣列式幾何圖形的三維數據：另一種是通過獲取觀測物體的等值線圖進而獲得其三維坐標的觀測方式。

超音波測量法

超音波技術為水下地貌觀測提供了一種重要方式，利用超音波測距原理髮展而來的單波束、多波束的觀測儀器能夠實現海底微地貌及室內水下試驗地貌的觀測。美國RESON公司利用超音波技術研製出SeaBat系列，可對水下地形地貌進行大範圍全覆蓋的測量及實時聲納圖像顯示，結合實時動態(RTK)GPS定位，可以迅速獲得各種比例尺的水下地形圖和DTM數字高程圖，其測量成果可以精確地反映水下細微的地形變化和目標物情況，提高了測量的精度和效率。日本科學家曾用多波束回聲測深儀研究海底微地貌，對沙體輸移做了細緻研究。