基于地形因子的喀斯特山地土地利用变化分析——以乌江北源为例

以乌江北源2000年、2010年两期土地利用和DEM数据为基础,运用GIS空间分析软件,探究喀斯特流域土地利用变化的空间规律.结果表明:1)2000—2010年期间,耕地大幅度减少(-2.29%),林地、草地和水域用地却在增加(+1.53%、+0.21%、+0.47%).2)土地利用类型面积变化差异显著,在高程1 200~1 600 m、坡度15°~25°、与河流主干距离10 km区域内变化最为剧烈.3)主要地类转化包括:以耕地转向林地、草地、水域用地为主,多发生在高程1 200~1 600 m、坡度15°~25°的与河流主干距离10 km区域内;林地、草地转向水域用地,多发生在高程1 200 m、坡度8°~15°的与河流主干距离10 km区域内;林地向居住用地转化,多发生在高程1 200~1 600 m、坡度8°~15°与河流主干距离10 km区域内.4)土地利用变化程度与高程、坡度和河流主干距离有高度的相关性,且随着高程、坡度的增加先增加再减小,随着与河流主干距离增加明显急剧较小的趋势.     

窟野河流域土壤侵蚀时空变化分析

本文利用Landsat TM影像提取研究区的植被覆盖信息和土地利用信息,结合ASTER GDEM 30m分辨率的DEM数据提取的坡度信息,采用水利部部颁标准评价窟野河流域的土壤侵蚀风险。研究得出:1窟野河流域整体侵蚀风险不高,侵蚀面积占流域总面积的66.47%。2坡度在8°~15°的地区,侵蚀面积最大,坡度在5°~15°的地区占侵蚀总面积的95.65%;在1 150m~1 300m高程带内,侵蚀面积最大,高程小于850m和大于1 450m的地区侵蚀面积占的比例小。此研究结果可作为研究区的基础性数据,为以后管理部门作决策提供依据。     

基于AVHRR和MODIS NDVI数据的黄土高原植被覆盖时空演变分析

黄土高原自退耕还林还草工程实施以来,区域植被覆盖发生了很大变化.为有效监测其变化程度,基于像元一元线性回归模型,利用该地区2001~2014年MODIS归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据对1982~2006年GIMMS NDVI数据进行扩展.扩展数据通过了一致性检验,获得1982~2014年长时间序列植被NDVI数据集,分析该地区近33年植被NDVI的时空变化特征.研究结果显示:33年间黄土高原植被NDVI年际整体呈现显著的增加趋势,区域植被覆盖空间分布差异明显.其中南部和西部大部分地区植被覆盖轻微退化,中部地区植被覆盖基本不变,内蒙古边界、甘肃兰州以及陕西榆林等地区的植被覆盖均呈改善趋势.研究区各坡度等级植被覆盖良好,各坡度植被覆盖变化程度由强到弱依次为28°、20°~28°、14°~20°、9°~14°、4°~9°.其中黄土高原中部的坡地植被改善效果最为明显,甘肃与青海的交界处以及陕西南部、山西部分地区坡地植被覆盖呈轻微改善趋势.     

数理统计模型在黄土滑坡敏感性评价中的应用

滑坡敏感性评价能定量或半定量地确定区域滑坡发生的空间概率,可有效应用于防灾减灾工程。为探究数理统计模型在区域滑坡敏感性评价中的适用性,以黄土滑坡频发的山西省吕梁山区为例,首先选取区内的3个县幅(吉县幅、午城镇幅、临县幅)共189个黄土滑坡灾害点为样本区,基于GIS平台提取了6种滑坡影响因素(坡度、坡向、高程、地层、河流影响距、道路影响距)。再分别利用3种典型的数理统计模型(证据权模型、信息量模型和逻辑回归模型)进行上述因素与历史滑坡间的相关性分析。最后对验证区(石楼幅)内的73个滑坡点进行敏感性评价,并采用滑坡点落在极高敏感区和高敏感区的比例和受试工作者特征曲线2种方法进行精度分析。结果显示证据权模型的评价精度均为最高,说明该模型更适用于该地区的黄土滑坡敏感性评价。     

地震荷载下不同坡度的黄土边坡稳定性分析

黄土边坡的陡度是其失稳而产生滑坡、崩塌的基本条件之一。在探讨天然状态下黄土边坡稳定性随坡度的变化规律的基础上,利用理正岩土边坡稳定性分析系统,对不同坡度的76例黄土边坡分别采用瑞典条分法、简化毕肖普法和简化简布法在地震震级分别为7、8、9级时进行定量计算,将地震作用下和天然状态下计算得到的稳定性系数进行对比分析,研究了黄土边坡的稳定性在不同震级时随坡度的变化规律。研究结果表明:总体上3种方法得到的稳定性系数基本一致,均随坡度的增大而单调递减,且震级越大,稳定性系数越小;与天然状态下相比,在坡度小于55°时,相对失稳率较大,且随坡度的变化较明显,在坡度大于55°时,相对失稳率较小,且随坡度的变化不明显。     

根溪河小流域高程和坡度对水土流失现状的影响

为了探讨福建省长汀水土流失严重的原因,选取地形因子中的高程和坡度,结合“3S”的空间分析技术,对根溪河小流域的水土流失现状进行分析.研究表明:流域内海拔为300～350m所占的面积最大,比例为34.06%,而坡度在25～35°之间的面积最大,占总面积的27.27%;海拔在300～400m之间,因人类活动频繁而又缺乏合理规划与保护措施,导致此区域内成为水土流失分布最广和最严重的地带,而坡度为15～20°的土壤侵蚀率最高.     

降雨对低速滑坡形成机制的研究

降雨是引起黄土滑坡发生的主要原因之一,直接影响着黄土地区工程建设,制约当地经济发展。以某纪念馆基坑开挖引起其北侧老滑坡局部复活为案例,通过野外勘探,测量等手段,结合X射线衍射分析方法对滑带土进行矿物成分分析,利用Midas GTS NX软件对其进行降雨入渗数值模拟分析,利用强度折减法分析滑坡的活动机理。得出以下结论:(1)该滑坡按其运动类型可分为低速缓动滑坡,在接触面形成软弱带的双层异质是该滑坡形成的主要原因;(2)试验发现滑带土中含有较多的蒙脱石矿物,粘土中蒙脱石矿物成分会以其片状颗粒包裹在其他矿物周围并控制粘性土的强度;(3)该边坡在坡度很低的条件下仍发生滑动是由于其上部垂直裂隙发育,降雨入渗润滑了下部基岩面,增大了上覆土体的自重,并在接触吸水作用下致使滑带土的抗剪持续降低。     

湖南雪峰山地区降雨型滑坡灾害临界雨量及预警区划分析

基于湖南省1∶5万地质灾害详细调查成果数据及3 000余处自动雨量站逐小时雨量资料,判别和筛选了雪峰山地区降雨型滑坡灾害589处(2013—2017年)。针对滑坡灾害数据的完整程度采用合理的计算方法确定降雨致灾概率,得出不同时效内滑坡灾害的临界雨量;同时建立滑坡灾害敏感性等级与临界雨量的相互关系,分析不同临界雨量状态下不同敏感性等级区域内滑坡灾害发生的可能性,确定雪峰山地区滑坡灾害预警区划等级。研究结果不仅为雪峰山地区滑坡灾害的空间预测提供了资料和参考,而且对建立由面到点的地质灾害精细化预警预报方法具有重要的指导意义。     

基于GIS和RUSLE乌裕尔河流域土壤侵蚀定量评价

基于修正的通用土壤流失方程(RUSLE)和GIS技术,以位于东北黑土耕作区的乌裕尔河流域为研究区,以遥感影像为数据源,结合自然地理环境特征,提取土壤侵蚀模型的各种因子,估算土壤侵蚀模数.根据SL190-96的分级标准,对土壤侵蚀强度进行了分级,获得乌裕尔河流域土壤侵蚀现状图,并对不同土地利用类型的土壤侵蚀状况进行了统计,结果表明:乌裕尔河流域土壤侵蚀以轻度侵蚀为主,共有8116.16 km2,占65.05%,其中轻Ⅰ型面积为4068.62 km2,占32.6%,中度侵蚀面积为1394.82 km2,占11.2%;轻度侵蚀集中连片分布,而中度以上侵蚀主要集中在坡度较大区域.土地利用类型中以旱田侵蚀最突出,主要表现为大面积的轻度侵蚀强度;但未利用地侵蚀最严重,主要体现在中度以上侵蚀;林地、草地和居民地以微度侵蚀和轻度侵蚀为主;0~3°、3~8°以下以轻度侵蚀为主,强度侵蚀和极强侵蚀,在坡度为8~15°时达到最大侵蚀面积.     

基于FLAC3D的皋兰山I3,I4滑坡自然态和饱水态变形分析

滑坡发生的概率主要取决于自身的地质条件和当地降雨强度,一般由坡体内部水位变化引发自身结构破坏导致滑动。本文运用FLAC3D软件,对皋兰山I3和I4滑坡在自然态与饱水态两种状态下位移和塑性形变进行模拟,分析两种状态下自身结构对其诱发滑动的程度,为滑坡的预警提供技术参考。结果表明:在天然状态下,滑坡体自身结构发生微弱塑性变形,对滑坡稳定性未造成较大影响;在饱水态下,自身结构部分发生明显的塑性变形,无法继续保持其稳定。     

山地县域聚落生态位分布特征及其与地形因子的关系——以岷江上游为例

为探究少数民族山区不同地形因子对聚落生态位分布空间格局的影响,以岷江上游少数民族山区为例,基于DEM和遥感影像及GIS技术,研究了山地县域聚落生态位在不同地形因子上的分布特征,结合6个景观指数的计算,定性和定量分析了聚落生态位格局与地形因子的相关性.结果表明:聚落生态位总面积较小,仅占区域面积的3.98%,单个面积也较小,平均仅为0.61 km~2,分布存在明显的垂直梯度特征,且集中分布于15~35°之间的缓斜坡及斜坡,45~135°与225~315°的半阳坡以及135~225°的阳坡面上;景观格局指数也显示出聚落生态位分布随地形变化的梯度特征.由此可见,高程、坡度和坡向这三类地形因子对山地聚落生态位的大小、形状和空间分布起着重要的影响作用.     

基于经验正交变换的山地柑橘叶片光谱特征分析

对山地柑橘叶片光谱特征进行分析。以云南省玉溪市新平县典型柑橘种植区为研究区，以不同高程、不同坡度与坡向采集的柑橘叶片为研究对象，采用ASD FieldSpec 4地物光谱仪测定不同地形下柑橘叶片光谱反射率，通过经验正交变换分析山地柑橘叶片光谱特征，并借助GIS工具分析地形因子对山地柑橘叶片光谱反射率空间分布的影响。结果表明，山地柑橘叶片光谱特征存在5个显著的变化区间，山地柑橘叶片光谱特征在空间上呈现整体一致性，且叶片光谱反射率高的区域主要分布在种植区西北部，反射率低的区域主要分布在种植区西南部；地形对山地柑橘叶片光谱特征空间分布影响较大，叶片光谱反射率高的区域主要分布在海拔600～800 m、坡度6°～25°和南坡(158°～203°)。经验正交变换可以有效地揭示由于地形差异所造成的山地柑橘叶片光谱特征的空间差异，该变换方法揭示了山地柑橘叶片光谱特征空间分布规律，适合于分析地形对山地柑橘叶片光谱特征空间分布的影响，可为山地柑橘叶片营养诊断提供科学依据。     

超厚滑坡稳定性数值分析

以锁儿头滑坡工程为背景,探讨其稳定性,并研究滑带土的摩擦角及内聚力对超厚滑坡安全系数的影响。结果表明:采用强度折减法计算安全系数与采用不平衡推力法的计算结果基本一致,二者误差不超过5%,说明所建立H0-2-2滑坡数值分析模型是可靠的;滑坡后壁局部滑塌,与实际勘测结果一致;滑坡属于推移式滑动,发生剪切破坏的潜在位置在滑坡体中段及后端;安全系数随着摩擦角及内聚力的增大而增大,摩擦角增大70%时,安全系数增大5.4%,内聚力增大70%时,安全系数增大10.7%,且后者对安全系数的影响比前者大。     

小兴安岭地区水土保持功能评价

为了解小兴安岭地区水土保持生态功能重要性现状,该文基于GIS手段和RUSLE模型结合土地利用类型数据、地形数据、降雨侵蚀力数据、植被覆盖度数据和土壤可蚀性数据对小兴安岭地区的水土保持生态功能重要性进行评价,并将水土保持量评估结果分成三个等级:一般重要,重要和极重要等级.结果表明:小兴安岭地区水土保持量整体呈东南部山地地区高西北部地区低的趋势,其中水土保持功能极重要等级区域主要分布在东南部山地地区面积为8092.81 km~2,占小兴安岭地区面积的8.79%,且极重要等级区域主要分布在坡度为5°～15°的缓坡上,面积为3903.06 km~2,占极重要等级下面积的48.23%;土地利用类型为林地时有显著的水土保持优势,地形因子和水土保持量的相关性为0.433,降雨侵蚀力因子和水土保持量的相关性为0.327,在该研究区地形因子对水土保持量的影响更大.     

基于山地村域耕地质量评价的退耕还林效益研究——以贵州省凯里市大田村为例

耕地质量评价是科学开展退耕还林、评价实施效益的依据,而退耕还林作为山区主要的土地利用变化方式,对不同区域研究具有重要意义.以大田村为例,基于地块尺度以坡度、面积、高差、耕作距离为指标评价耕地质量,从土壤保持价值、固碳价值、释氧价值、水源涵养价值、环境净化价值5个方面,评价质量较差耕地退耕还林后的生态服务功能价值,对比退耕前后耕地价值变化,评价退耕还林效益.结果显示,(1)研究区耕地质量较差,一、二等地占耕地面积的22.26%;耕地质量受地块坡度影响较大,坡度越小质量越高.(2)假设对五等耕地退耕还林后生态服务功能价值为99.211 3万元,退耕还林对土壤保持价值、固碳释氧价值的贡献较大.(3)五等耕地退耕还林后其综合价值增加了34.971 7万元,服务功能价值远高于作为农作物生产时的价值,产生的生态效益对改善区域环境具有巨大贡献.(4)退耕还林规划不应仅以坡度大于25°为硬性条件,还应综合考虑耕地质量.基于耕地质量评价的退耕还林效益研究不仅为退耕还林优化提供依据,同时对水源涵养、水土保持等具有巨大的贡献.     

基于模糊隶属度的船舶中断航迹关联识别方法

为实现对中断的航迹进行准确的关联识别，形成统一的海上态势，提出了基于航迹预测和模糊隶属度评价的航迹关联识别方法。采用多项式拟合方法进行航迹的双向推测，选取位置、航向、速度作为模糊因素集，采用岭型模糊隶属度函数计算预测的航迹点之间各模糊因素的隶属度并加权得到单时刻隶属度，构造加权函数计算综合隶属度，通过阈值门限判断两航迹是否关联。在仿真实验中，所提方法精确率大于90%，召回率大于80%，关联性能优于传统方法。为进一步研究该方法的场景适应性，仿真了不同场景下的船舶航迹雷达监测数据，包括中断区间内船舶运动稳定场景、速度变化场景、航向变化场景等，船舶运动状态稳定时关联结果的召回率大于90%，中断区间内速度变化小于8 km/h时召回率大于84%，航向变化低于25°时召回率大于88%。该方法为解决非合作船舶交叉环境下的中断航迹关联识别问题提供了有效途径。     

曲线箱梁桥变形及受力影响因素分析

为研究连续曲线箱梁桥变形及受力影响因素,结合有限元软件建立连续曲线梁桥数值模型,针对不同固结方式、合理跨径、桥梁坡度和桥墩高度对桥梁主梁位移和弯矩的影响规律进行对比分析。分析结果表明:桥梁采用一处墩梁固结时,曲线梁桥主梁变形最小,受力最均匀;随着桥梁跨径增大,主梁位移和弯矩均逐渐增大,跨径布置为5×20m时,桥梁的变形和受力最为适宜;合适的桥梁坡度可以极大减小曲线梁桥受力;曲线桥梁变形与坡度没有直接关系;适宜的桥墩高度可以有效减少桥梁变形;桥墩高度与桥梁受力没有直接关系。研究结果可为曲线箱梁桥设计优化提供理论参考。     

基于残余强度指标的槐扒滑坡滑带土强度试验研究

【目的】研究滑带土强度特性问题。【方法】以三门峡槐扒滑坡滑带土为例，不仅对滑带土做了基本物理试验分析，而且使用德国wille环剪仪对滑带土的重塑样开展了在恒定剪切速率0.2 mm/min下，不同垂直压力（100 kPa、200 kPa、300 kPa、400 kPa）不同含水率（12%,15%,18%,21%,24%）条件下的环剪试验。【结果】滑带土残余强度会随着含水率的增大而减小，在低含水率时呈现“应变软化”现象，残余强度有所减小;高含水率时呈现“应变硬化”现象，残余强度有所增加。含水率相同时，滑带土的残余强度会随着垂直压力的增大而增大。【结论】为三门峡的滑坡防治提供理论依据。     

不同蒸发/冷凝段长度比变化对V型槽道平板微热管性能影响分析

以填充工质为25%的V型槽道平板微热管为研究对象，利用设计搭建的风冷实验平台，分别研究了9种不同蒸发冷凝长度比及工作倾角对微热管启动性能、传热性能和等温性能的影响。研究结果表明：当蒸发/冷凝段长度比Lec为1∶1时平板微热管启动时间短，具有良好的等温性能和传热性能，蒸发段或冷凝段长度缩短均会对微热管的性能产生不利影响；增加冷凝段长度可以增大换热面积，提升微热管启动性能；增加蒸发段可缩短微热管内部核心气泡与液面的距离，从而增大当量导热系数，减小热阻，提高微热管的传热性能；微热管倾角大于15°的轴向温差比水平放置时减小87%,建议微热管实际应用倾角应不小于15°。     

用Apriori关联规则挖掘算法发现湖北电网雷击灾害的时空分布规律

根据湖北电网多年雷击故障数据与雷击监测数据,探究雷电活动的日分布、月分布、高程分布、二维空间分布以及时空尺度结合的分布特征,发现湖北地区雷电活动频繁的月份主要为每年七八月间,在一天之中主要集中在15:00～18:00时段;地域上主要高发于湖北黄石、咸宁东部、武汉中部、宜昌中东部、襄樊南部及北部少数地区.用Apriori关联规则对多源融合雷击数据进行挖掘得到的结果表明,输电线周围天气满足以下条件时易发生雷击故障,需加强防范:日平均相对湿度大于80%,日平均气压高于1×10~5Pa,日平均水汽压在3×10~3～4×10~3Pa之间.利用大数据关联规则对输电线周围雷击进行数据挖掘和分析可对输电线路运营规划提供指导,为电网雷击灾害防范提供决策辅助.