基于DEM数据的澜沧江-湄公河流域地形起伏度研究

 澜沧江-湄公河是世界第六大河,流域地形地貌复杂,景观类型多样.作者运用GIS的空间分析和数理统计等方法,基于STRM 90 m×90 m DEM,提取了基于栅格尺度的澜沧江-湄公河流域地形起伏度,并从整体特征、垂直地带性和纬向分布规律3个方面系统分析了澜沧江-湄公河流域地形起伏度的分布规律.研究表明:①澜沧江-湄公河流域地形起伏度以低值为主,63.47%的区域地形起伏度低于1个基准山体(相对高差≤500 m),地形起伏度越高的地区,平地比例越低,反之亦然;②随着海拔高度增加,澜沧江-湄公河流域地形起伏度呈现逐渐升高趋势,在海拔3 500~3 599 m和5 800~5 899 m存在2个峰值,所在区域均位于横断山脉地区;③随着纬度的增高,澜沧江-湄公河流域地形起伏度呈逐渐升高趋势,同时存在5个峰值,纬度由南向北、由低到高分别是12°N、16°N、19°N、25°N和29°N,所处地区分别是柬埔寨的豆蔻山脉、老挝境内的安南山脉南部的丘陵地区、安南山脉中北部、澜沧江中段和南段交汇处、西藏东南角的横断山脉地区.     

甘肃白龙江流域土地利用在地形梯度上的空间分布

以甘肃白龙江流域1977,2002,2010年Landsat影像和30 m分辨率DEM为数据源,基于GIS空间分析技术,建立了白龙江流域土地利用数据库并生成了坡度和地形位指数图,然后将高程、坡度和地形位梯度图分别与土地利用数据叠加,对1977-2010年不同高程带、坡度带和地形位梯度上土地利用变化空间特征进行定量分析.结果表明:近30多年来,在各高程和坡度带上,白龙江流域的建设用地向更高高程和陡坡方向扩展;陡坡耕地面积出现了从增加到减少的逆转;林地变化则相反;受人类干扰程度的强烈影响,草地、水域和未利用地逐年减少.1977-2010年各土地利用类型的地形位分布指数曲线基本形态相似,但在个别地形位上的分布指数有明显变化;建设用地在低地形位的优势性增强,并向高地形位扩展;耕地也向高地形位扩展;林地和草地在低地形位的分布指数先减小后增大;未利用地在高地形位的分布指数增大.建议根据不同的地形梯度,合理调整土地利用结构,尽量避免不合理的土地利用方式和人为干扰,继续实施生态建设工程和人类生产活动管控,为区域土地可持续利用和自然-社会-经济协调发展服务.     

土地利用现状与地形因子关联关系研究——以杭州市为例

地形是土地利用空间格局形成的基础.本文以杭州市为研究区域,通过对多时相TM/ETM+影像进行分类得到2010年土地利用数据,利用研究区2010年土地利用数据和DEM数据,分别分析了高程、坡度和坡向三种地形因子与土地利用空间格局的关系,研究了各土地利用类型在高程和坡度联合影响下的分布指数特征,确定了各种土地利用类型的高程—坡度优势分布组合以及优势分布区域.此外,根据土地利用类型在各地形因子级别下的数量和结构差异量,提取了各级地形因子下的主导土地利用方式,通过分析发现一些类型的分布特征导致了相应的土地利用变化趋势.     

数字地形特征对土地利用空间分布的定量影响

 为了获取地形对土地利用空间分布的定量影响,以山西省为研究区,基于数字高程模型（DEM）数据生成4种地形因子（海拔高度、起伏度、坡度和坡向）表征数字地形特征,并通过遥感影像解译获得土地利用空间分布,利用地理探测器方法定量分析地形因子对土地利用空间分布的分异性、相关性及其交互作用的定量影响。研究结果表明：起伏度与坡度的空间分异性最显著（显著性水平p<0.01）;起伏度空间相关性最强（空间统计量q=0.012）,其次为坡度（q=0.010）;任意两种地形因子交互均具有非线性增强作用,其中海拔高度与起伏度的交互作用最强（q=0.034）。因此,起伏度是影响土地利用空间分布最重要的单个地形因子,它和海拔高度一起对土地利用空间分布发挥重要作用。     

基于DEM对土地利用类型时空分布的影响研究——以抚河流域为例

为了研究土地利用现状以及地形因子对土地利用类型分布的影响,以抚河流域为研究区,采用数字高程模型(DEM)及2010年和2017年2期的Landsat遥感影像,通过Google Earth和监督分类最大似然法,结合目视解译,获取了抚河流域土地利用现状;运用ArcGIS进行空间分析获取了不同高程、坡度和坡向的土地利用分布情况。结果表明,耕地、水域、建设用地等主要集中分布在高程低、坡度相对平缓地区,这几类土地利用面积随着高程和坡度的上升而减少;林地面积的分布呈现出随高程和坡度上升而增加的趋势;坡度对土地利用类型起着制约作用,坡向对土地利用类型影响整体较弱;对抚河流域土地利用现状、土地利用分布与地形因子方面的研究,为当地建设生态文明示范区提供一定的参考价值。     

澜沧江上游流域暴雨天气成因分析

澜沧江-湄公河是世界第6长河,流经中国、缅甸、老挝、泰国、柬埔寨和越南六国,在中国境内段称"澜沧江"。澜沧江纵跨十三个纬度,流域内自然地理条件差异较大。其中以溜筒江水文站为界的澜沧江上游流域,地处青藏高原东部腹地的高海拔地区,气候高寒,影响降水的天气系统复杂。该文以澜沧江上游古水水电站可能最大洪水专题研究项目为依托,根据澜沧江上游流域60场典型暴雨的天气学分析,分析总结得到影响流域强降水过程的主要环流形势和天气系统,同时分析流域水汽来源及输送水汽的形势,以及青藏高原地形对降水的影响。     

澜沧江流域近55年来极端气温时空变化特征

基于澜沧江流域33个气象站点1960-2014年的日最高气温、日最低气温、日平均气温资料,选用极端冷指标、极端暖指标等9个极端气温指数,对澜沧江流域近55年来极端气温的时空变化特征进行分析.结果表明:(1)极端冷指标在空间上存在差异性,受地形地势影响,各项指标的空间分布整体呈现明显的纬向分布特征,其中,年平均最低气温、冷日阈值、冷夜阈值整体呈现北低南高,冰冻日数、霜冻日数与之相对应,呈现相反的北高南低的分布趋势;(2)极端暖指标的空间分布也具有明显的纬向分布特征.暖日阈值、暖夜阈值的空间分布与年平均最高气温的空间分布相一致,整体呈现北低南高;(3)澜沧江流域的冷夜阈值、冷日阈值和年平均最低气温均呈上升趋势,霜冻日数、冰冻日数呈下降趋势;而极端暖指标均呈上升趋势,说明近55年来澜沧江流域的高温事件正在增加,而霜冻与冰冻等低温事件正在逐年减少.     

基于GIS技术的污水处理厂布局优化研究——以大连市金普新区为例

以大连市金普新区为例,基于GIS空间分析技术,运用叠加分析、缓冲区分析、地形分析等空间分析方法,对污水处理厂现状布局及规模建设进行研究.分析得出,金普新区现状污水处理厂数量不足,布局不合理,服务范围未最大范围覆盖整个区域,与工业企业、人口、流域分布等存在布局不协调问题,同时现状污水处理能力不足.因此从污水处理厂布局建设的一般要求出发,遵循最大范围覆盖整个区域原则,采用水文分析方法划分60个流域,建设60个污水处理厂,并依据现状因地制宜地对规模进行优化.     

喀斯特地区土地利用与坡度因子关系分析——以贵州省都匀市为例

土地利用的方式和程度受地层岩性、土壤、坡度以及人类活动等诸多因素的影响。现主要从地形坡度因素入手,应用G IS与RS技术,对研究区的地形坡度与土地利用方式和程度的空间相关关系进行分析,得出喀斯特地区地形坡度与土地利用之间的相关关系。研究表明:坡度对土地的利用方式影响较大,水田一般分布在00~15°的平坡地和缓坡地上,而旱地主要分布在60~25°的缓坡地上。同时土地利用程度与坡度之间存在负相关,坡度越大土地越不适合人类的应用,但在喀斯特地区由于其独特的地貌特征,地表起伏大,山地多,平地洼地少,呈现为高坡度等级与高土地利用程度共存的现象。     

黑河流域上游草地NPP分布及其与地形因子的关系分析

利用CASA模型,结合地面气象资料估算了黑河流域上游草地植被净初级生产力（NPP）总量的变化及在复杂地形下的分布特征.结果表明,海拔高度和坡向对草地NPP的分布有明显影响.     

城区三维景观重建中的建筑物提取

在采用包含建筑物高程信息的DEM数据进行地形建模时,依次连结相邻网格点为多边形的绘制方式会带来建筑物墙面倾斜,建筑物与地形混淆的问题．针对这一问题,利用建筑物顶点与地形顶点之间具有较大高度差的特点,结合建筑物的几何特征,提出了一种在DEM数据中提取建筑物的算法．实验结果证明利用该算法重建出的城区三维景观具有更为逼真的显示效果．     

桥址峡谷地貌风场特性的CFD模拟

对峡谷地貌上的大跨度桥梁而言,其桥址周围风场特性的确定可能非常困难.本文首先从Google Earth得到桥址附近大范围区域的地形图,然后借助Autocad获得区域内离散点的高程数据,再通过逆向工程软件Imageware拟合出桥址周围地形曲面.通过形成以该曲面为底面的计算域并实施网格划分,采用雷诺时均N-S方程和标准k...     

红松天然林胸径生长的空间异质性及其与地形的关系

【目的】探讨红松天然林胸径生长的空间异质性及其与地形因子的关系,为科学管理经营红松天然林提供借鉴。【方法】通过采用地统计学、方差分析、地理加权回归等方法,对白河林业局的红松天然林胸径生长的空间异质性及其与海拔、坡位、坡向和坡度等地形因子的关系进行了研究。【结果】研究区内红松天然林胸径生长变异系数为0.6,属于中等变异性,其空间变异特征最适合用指数模型来描述,且模型拟合度高; 红松天然林胸径生长在0～4 230 m范围内存在强烈的空间自相关; 运用普通线性回归(OLS)与地理加权回归(GWR)方法建立基于地形因子的红松天然林胸径生长模型,预测结果显示,GWR方法较OLS方法提高了预测精度。【结论】红松天然林胸径生长在一定范围内具有较强空间异质性,且会因地形因子的变化而产生差异,其中海拔、坡向对胸径的生长影响较大。     

利用圆域法进行电算地改值的进一步探讨

本文讨论了重力测量中的方域地形校正方案存在的不足,提出了用矩形网络的高程数据进行圆域地形校正的方案。在计算时对比了方域地形校正结果(用一压缩物质线和二维数值积分法计算〔1))和国域地形校正结果与真值之差后,认为本文所提的方案是可行的。     

利用圆域法进行电算地改值的进一步探讨

本文讨论了重力测量中的方域地形校正方案存在的不足,提出了用矩形网络的高程数据进行圆域地形校正的方案。在计算时对比了方域地形校正结果(用一压缩物质线和二维数值积分法计算〔1))和国域地形校正结果与真值之差后,认为本文所提的方案是可行的。     

基于Landsat 5 TM的祁连山区蒸散发遥感估算——以青海祁连县为例

蒸散发的估算在区域能量平衡和水分循环研究中具有重要意义.本研究利用Landsat 5TM数据和能量平衡模型相结合,通过遥感数据获取各参量,对祁连山区的日蒸散发进行估算,研究表明估算值与实测值基本一致,相对误差为4.23%,基本上满足了该区域蒸散发研究的精度要求.通过对蒸散结果的分析发现,该区域的日蒸散发空间分布受气候特征、地形因素、土壤供水条件及土地利用类型的影响比较严重,其分布趋势主要在空间上表现出随海拔的降低而降低,阳坡蒸散量大于阴坡,在土地利用类型上呈现按照"林地沼泽地水域草地耕地城乡工矿居民用地"的类型而降低的规律,而永久性冰川雪地以及裸土裸岩石砾地的蒸散发则随冰川面积的缩小而减小.     

基于改进高斯烟羽模型的二氧化氮泄漏模拟分析

针对因缺乏实际环境因素的考虑而对二氧化氮气体扩散预测不准确的问题,提出可引入降雨量与地形来对气体扩散进行一定的研究分析。以原有高斯烟羽模型为基础,引入雨强以及粗糙度分别代表降雨量与地形来进行改进并进行数值模拟分析。通过对比分析,首先模拟了在同一高度下不同雨强以及不同粗糙度单独对气体扩散的影响;然后再从分别通过对下风向、横风向与气体浓度之间的关系对比;最后,将粗糙度与雨强同时作用并将结果与原模型进行对比分析。根据实验结果发现：降雨量和地势影响了在一定高度上气体扩散浓度值以及扩散范围,对比起传统的高斯烟羽模型,此模拟结果更符合实际。     

引入地形特征的田块尺度玉米遥感估产与空间格局分析

田块尺度作物估产引入地形特征提升精度与产量空间格局分析对规模经营具有重要意义。以黑龙江省规模化种植的春玉米为研究对象,测定无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)高精度地形与变量测产数据,基于多时期SPOT-6影像提取7种植被指数;采用最小二乘法,构建不同时期植被指数与春玉米实测产量的经验统计模型,确定遥感估产最佳时期和最优植被指数;提取6种地形因子,使用多元逐步回归评价引入地形因子的遥感估产模型,应用空间统计分析探索产量空间分布格局。结果表明:春玉米灌浆期是遥感估产的最佳时期,决定系数R~2达到0.6以上的植被指数共6种,比值植被指数(ratio vegetation index, RVI)为最优植被指数,其余依次为修正比值植被指数(modified simple ratio, MSR)、无蓝色波段增强型植被指数(enhanced vegetation index without a blue band, EVI2)、归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)、次生修正土壤调节植被指数(modified secondary soil adjusted vegetation index, MSAVI2)、绿度归一化植被指数(green normalized difference vegetation index, GNDVI);最佳估产模型引入地形辅助信息后R~2提升5.6%,达到0.79,均方根误差(root mean squared error, RMSE)为347.03 kg/hm~2;高海拔与高坡度区域产量均值最低为7 502.64 kg/hm~2,中海拔与低坡度区域产量均值最高为9 157.63 kg/hm~2。优化后的遥感估产模型可以快速评估作物产量,确定春玉米最佳生长区域,为规模化农业精细管理、土地整治与作物种植结构调整提供科学依据。     

基于数值模式的风场时空变化特征的统计分析

统计分析风场时空变化的特征,掌握其变化规律,可以提高风场预报的准确性。利用WRF模式对大气状态进行模拟,优化配置物理过程参数化方案,采用多层嵌套、双向反馈。以2 h为时间间隔的风场状态变化作为统计的风差样本,重点关注超过规定阈值大小的显著风差样本的分布,将风差样本标注在地图上,制作显著风差样本图。统计了显著风差样本数量在一天中的累积分布、风差样本的大小在垂直方向的分布,以及风场状态在各个高度层之间的差别。选择银川河东机场区域作为WRF模拟区域,对该区域一年的风差样本进行统计分析。结果表明:复杂地形条件下,不同区域风场变化的剧烈程度有很大的差别,但由同一因素引起的显著风差样本的变化趋势是一致的;风场时空变化的剧烈程度随着高度的增加而减弱。     

多轴车辆轴荷的分配与影响因素研究

车轴轴荷是多轴车辆底盘设计和整车动力学分析的必备参数。文章采用力学方法,基于车架为刚性体,以某九轴全地面起重机为算例,建立了九轴轴荷的计算模型,并采用有限元仿真方法和模型计算结果进行了对比,证明该计算模型的合理性。通过此模型对轴距、弹簧刚度、以及路面凸起高度等因素对全地面起重机的各轴轴荷分配的影响进行了分析与探讨,结论表明了其对该型全地面起重的底盘设计具有指导意义。