龙晓君
, 李小建
Long Xiaojun, Li Xiaojian
中图分类号: P208
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690（2017）10-1577-08
收稿日期: 2016-10-14
修回日期: 2017-04-29
网络出版日期: 2017-10-20
版权声明: 2017 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
基金资助:
作者简介:
作者简介：龙晓君（1973-）,女,河南开封市人,博士,讲师,主要研究领域为地质生态环境与地质灾害、灾害经济、人口地理学。E-mail:935627279@qq.com
展开
摘要
使用SRTM DEM、土地覆被、冻融侵蚀、河流沟谷等多源数据,对区分海拔等级的指标地物作了具体分析,以指标地物的平均海拔为依据,通过分级指标对象(如冰川、林线)分布高程重合或贴近的多条等高线圈形成分级等高平面,对陆地地貌进行切割划分,用每组指标对象偏离等高平面的值作为控制量(控制点),插值重构分级参考曲面。该方案最大限度突出指标的地理意义,形成的海拔分级结果与中国地理系统分布特征更为贴近,可以为中国大尺度地貌基本形态的划分提供参考。
关键词：
Abstract
Because of the complicated mountain land types in China, it is often difficult for the existing mountain land classification indexes to take all morphogenetic zones into account. As a result, indexes lose indicative significance in local regions. In order to establish altitude classification indexes with clear geographical significance, the altitude characteristics of index surface features that could distinguish between mountain land level was analyzed in the paper through multi-source data, including SRTM, DEM, land cover, freeze-thaw erosion and river valleys. Based on the average altitude of index surface features, the classification planes with equal attitude were formed through classification index objects (such as glacier and forest line) distribution elevation coincidence or adjacent multi-contour line circles. Besides, the mountain land was cut and divided. The values that each group of index object deviated from the plane with equal attitude were considered as the controlled quantity (control points). The classification reference surface was remonstrated via interpolation. The research highlighted the geographical significance of the indexes to the largest degree. The obtained results of mountain land classification was the most close to the distribution characteristics of mountain resources and environment system in China. It is hoped that the research can provide basic reference for the regionalization of mountain land that is oriented from the characteristics resource distribution.
Keywords：
地貌面的海拔在宏观上体现了地貌内营力作用的特征和性质,是最基本的地貌形态指标[1,2]。不同高程区间的地表,所受外营力也不同,往往形成垂直分异的覆被类型和地表过程,因此认知地貌类型时,海拔分级是相关研究的基础。
中国地貌类型复杂,为建立具有明确地理意义的海拔分级指标带来一定难度,至今尚未形成完全公认的指标系统[2,3],现有的分级研究大致可归纳为3种思路。① 研究早期,主要依据中国多级地势特征进行海拔分区。20世纪50年代,在中国地形区划草案[4]基础上,沈玉昌等选用500 m、1 000 m、3 000 m和5 000 m作为指标,将地形划分为丘陵、低山、中山、高山和极高山[5];到80年代,中国地理学家编制15幅地貌图时,决定以三级地貌阶梯的高程特征来划分海拔,即选用1 000 m、
3 500 m、5 000 m[6]为指标,这种划分思路对后续研究影响深远,直到近几年,中国陆地1:100万数字地貌分类体系[7]仍以此作为基本依据,但在定量处理过程中结合遥感等多源数据对其做了局部调整[8]。② 从不同地貌区主导外营力和重要地貌单元的海拔分布入手,调整高程分级指标。如,李炳元对第一阶梯上的喜马拉雅、冈底斯、念青唐古拉、昆仑山等山脉及第二阶梯的天山、阿尔泰山、秦岭、大巴山、贺兰山等分别做了高程分析,认为3 500 m和5 000 m这2级指标难以反映青藏高原山地客观分布,结合各大山脉的高程分布,将指标调整为1 000 m、2 000 m、4 000 m和6 000 m[9],以此为代表的分级指标在中国地势图编制中应用最为广泛。③ 钟祥浩等[10]通过分析高原自然-人文环境的分布将极高山下界调整为5 500 m,基于中国西南冻融侵蚀和西北林线高度将高山下界调整为4 000 m,用中国中西部最冷月0℃线附近海拔将高中山(也有学者称“亚高山”)下界调整为2 500 m,中山与低山的界线沿用了1 000 m等高线。
上述分级指标都建立在专家知识基础上,从不同的视角把握地貌认知的合理性,为中国海拔分级奠定了基础,但存在一些不容忽视的问题。首先,分级指标较为笼统,难以顾及所有地貌区域,导致在局部地区失去指示意义,如,按照3 500 m划分高山与中山时,类似阿尔泰山、准噶尔西部山地、天山等区域的冰缘地貌被划入中山区[8],与冰缘线以上属于高山、极高山的认识相悖;第二,由于中国地貌类型复杂,难以用特定算法自动获取目标区域的最佳指标量[11],且指标调整只关注局部地表的特征,一定程度上忽视了地理内涵;此外,与早期研究相比,可用的遥感影像及产品大为丰富,但全面的数据实证分析较少开展。
选取对划分极高山、高山、中山与低山有指示意义的对象（地理要素或特定的地理区域）,采用DEM、土地覆被、冻融侵蚀数据、河流沟谷等相关的数据,按照地貌分区逐一分析,获取这些指标对象的高程分布,进而形成中国海拔划分指标建议值及调整方案,以期为宏观地貌研究提供参考。
海拔分级指标的选取与地理区域直接相关,为了便于实验开展和介绍,首先依据中国地貌区划研究成果[12],将研究区分为6个子区（图1）,分别为东部低山平原区（I）、东南低中山区（II）、中北中山高原（III）、西北高中山盆地区（IV）、西南亚高山中山（V）、青藏高原区（VI）。
实验的高程数据选用SRTM3,其空间分辨率为3″,约合90 m栅格大小,标称垂直精度达±17 m、标称平面精度约20 m,相对于以千米计量的海拔分级指标而言,该数据精度可以满足分析需求。
实验的第一类指标对象选用土地覆被类型,主要用到冰川、落叶针叶林、落叶阔叶林、草地等要素,土地覆被数据选用GLC2000(Global Land Cover 2000)数据,在中国及周边地区,GLC2000的总体精度高于IGBP DISCover、UMD、MOD12Q1、GlobCover 2005等其他几类大尺度土地覆被产品[13]。地类图斑的选取遵循取大舍小、空间分布均匀、数量有限的原则,去掉了破碎和不典型的小斑块。指标对象的图斑确定后,叠合多期Landsat影像作了图斑检查和修校。
实验的第二类指标对象为外营力分布区,具体包括中国西部冻融侵蚀范围以及地貌第二阶梯、第三阶梯分界线附近的水蚀沟谷。冻融侵蚀范围的下缘通过配准“中国冻融侵蚀区范围分布图”[14]后矢量化获取;第二阶梯、第三阶梯分界线大致分布在大兴安岭、大马群山、太行山、伏牛山东段、武陵山东段、雪峰山一带,这些水蚀沟谷区主要使用ArcGIS水文分析工具从SRTM中提取山谷线并结合TM影像解译获取。
现有海拔分级方法中,所用界线是与分级指标对象(如冰川、林线)分布高程重合或贴近的多条等高线,这些等高线圈闭合形成分级等高平面,由这些等高面作为参考对地形进行切割划分。考虑到外动力条件随气候带与纬度发生变化,分级指标对象的平均高程往往是递变的,这种空间差异性决定了最佳分割面应是复杂的曲面。由于地表水热条件具有地带性和渐变性[15],据此假设相关的外动力条件在宏观上连续变化,用每组指标对象偏离等高平面的值作为控制量(控制点),插值重构分级参考曲面。
本文选用中国1:100万数字地貌分类系统的海拔分级方案(下文相对于调整后的指标称其为原方案),即1 000、3 500、5 000 m作等高面,进行海拔划分(表1),在等高面附近寻找具有显著垂直分异特征的土地覆被类型作指标对象,当垂直分异不明显时,考虑选用外动力因素。这种思路最大限度突出指标的地理意义,优点是由此构建的分级方案与中国的山地资源环境系统分布特征最为贴近。
表1 不同海拔等级的面积比例
Table 1 Area statistics for altitude classes of mountains in China
| 面积(104 km2) | 比例(%) | |
|---|---|---|
| 低海拔(<1 000 m) | 393.32 | 41.15 |
| 中海拔(1 000~3 500 m) | 346.56 | 36.26 |
| 高海拔(3 500~5 000 m) | 154.79 | 16.20 |
| 极高海拔(>5 000 m) | 61.06 | 6.39 |
具体分析过程在不同地貌区保持一致,即先求区域内指标对象的边界高程均值,再确定用于重构参考曲面的控制点。
1） 极高山-高山界线的指标调整。极高山下界大致与现代冰川与雪线相符[5],这一区域气候严寒,冰蚀地貌、碎屑坡、流石滩分布广泛,植被稀少,且人迹罕至[11],与高山相比,具有非常突出的寒冻风化特征和生态限制条件。基于此,本文选择现代冰川作为极高山的地表指标对象,以冰川边缘的海拔分布作为分级参考依据。
中国西部14条山系均有冰川分布[16],冰川中值等高线由西北高山向青藏高原内部逐渐抬升[17],2个地区的平均差异超过2 000 m。因此,冰川指标对象从西北大区(V)和青藏大区(VI)分别选取和讨论。具体选用V区阿尔泰山、天山山系的冰川图斑327个,选用VI区昆仑山、冈底斯山、念青唐古拉山、喜马拉雅山的冰川图斑981个,在ArcGIS中提取了冰川边线,并用Zonal statistics工具统计了各条线的SRTM高程均值,并求出分区内冰缘高程均值(图2)。
V区高山冰川的下缘集中分布在3 800~4 200 m,均值为3 953 m,总体上低于VI区的高原冰川（图2）,高原冰川边缘高程分布较为分散,在5 000~5 500 m的占67%,均值为5 341 m;计算每条冰川边缘高程均值与区内均值（VI区5 342 m,V区3 963 m）的差,并记录在边线的属性表中,供构造分级参考曲面使用。
2） 高山-中山界线的指标调整。高山区植被条件较极高山区好,以草地为主,外动力条件介于寒冻侵蚀和水力剥蚀之间。中国学者对高山下界的判断有不同的意见,常用的划分依据包括高原高程分布、或西北大区(V)的森林上限和青藏大区(VI)的冻融侵蚀下限。本文选用森林上限和冻融侵蚀下限做指标[8,11]。
研究表明,V区大部分林线较宏观范围的统计值(3 500 m)要低,如天山北坡森林上限在2 600~2 850 m之间[18,19]。本文首先提取阿尔泰山、天山主脉、博格达山超过2 600 m的山体部分,在这些潜在高山区的土地覆被数据中,提取落叶针叶林图斑776个,统计各斑块内高程最大值,作为分级参考。如图3所示,区内斑块最大值主要分布在2 700 ~3 900 m之间,总平均值为3 397 m。在属性表中记录各图斑高程最大值与总均值3 397 m的差值,供构造参考曲面使用。
图3 V区落叶针叶林图斑海拔最大值
Fig.3 Highest elevation of deciduous coniferous forest in Zone V
在VI区中,东起四姑娘山-贡嘎山一带、西到沙鲁里山脉,选用冻融侵蚀区图斑178个,统计各图斑边界高程均值(图4),计算得到总体均值为4 134 m。记录各图斑与本区高山下界高度的差值,作为参考曲面的控制量。
图4 VI区冻融侵蚀边界平均海拔
Fig.4 Average elevation of freeze-thaw erosion boundary in Zone VI
3） 中山-低山界线的指标调整。在常见的海拔分级指标中,中国学者对中山-低山的划分意见基本一致[1~10,12],主要考虑地貌第二台阶与第三台阶界线以东地区的海拔多在1 000 m左右,这些区域受到的流水侵蚀较强。
中国陆地地貌基本形态类型定量提取研究[8]表明,根据中国东部不同区域地形特征,需要对1 000 m指标作适当调整：如,I区的长白山、山东低山丘陵和II区的低山丘陵,中山下限设在800 m附近较为合适,I区的大兴安岭、中北大区(III)东侧的太行山脉,宜用900 m作为分界线。该研究使用遥感等多源数据,结合局部地表解译和专家知识进行,较好地反映了东部的海拔特征,但没有对调整指标的地理意义做进一步说明。
在I区,根据植被的垂直带谱特征,将1 000 m等高线与土地覆被数据套合起来,经观察,1 000 m等高线与林地-草地界限的走势基本一致,使用GLC2000数据提取了大兴安岭地区海拔为700~1 000 m的落叶针叶林与草地界线,共262段。统计各线段对应地表的高程均值,这些值主要落在750~998 m之间,均值为867 m(图5)。同时,在图层属性表中记录各条界线高程均值与总均值867 m的差值,作为构建参考曲面的控制量。
图5 I区林地-草地界线平均海拔
Fig.5 The average elevation of woodland-grassland line in Zone I
由于II区、III区、IV区1 000 m等高线附近没有显著的地表覆被垂直分异,本文选用第二台阶与第三台阶过渡带上小流域的沟谷作为指标对象,具体分析了太行山东麓(III区)以及雪峰山(IV区)沟谷平均高程,将此作为分级指标的参考值。实验共选取沟谷148条（如图6）,太行山东麓河谷的平均海拔分布在650~1 100 m,总体均值902 m,雪峰山谷的平均海拔主要分布在550~950 m,总体均值775 m。在图层属性表中,记录各条沟谷高程均值与分级指标参考值的差值,作为参考曲面的控制量。总体上,中山与低山的海拔分级参考值在中段较高,南北两端略低。
4) 全局参考曲面构建。目前,结合遥感解译进行高程分级调整是数字地貌研究的重要辅助方法,对地貌的局部分析效果好,但难以形成大尺度上的地理解释,也没有显示分级对象与分级指标在空间上的差异。本文前述步骤围绕土地覆被系统和外动力条件,分区开展指标对象海拔的讨论,并获得2 672处指标对象与平均高程的差δ,据此使用空间插值的方法,构建全局差异曲面作为进一步研究的参考。具体步骤是,使用矢量要素转点工具将每处地物图斑或地类界线的中心点取出,然后基于指标对象平均高程在宏观尺度为渐变的假设,使用3次样条插值法,对δ进行空间插值。
结合SRTM、土地覆被、冻融侵蚀等多源数据和GIS统计分析工具,对不同地貌区的指标地物作了海拔特征分析,以指标地物的平均海拔为依据,形成面向不同地区的海拔分级指标调整方案(表2)。按照调整后的分级指标,对各分区做海拔分级处理,与原分级方案相比,新形成的分级等高面,可以使分级结果与实际的资源环境指标在总体上更加贴近。分析过程中使用的样本点和线,记录了指标地物的局部高程统计值,可供进一步分析使用：以表2的指标构建等高平面,并将其视为橡皮膜,各样本的值与等高面求差,按照差值正/负对等高平面进行垂直向上/向下拉伸、用3次样条插值法求对应的曲面(图7)。该曲面加入局部地表信息,对表2的指标在空间上作进一步修正,为划分指标在局部地表的调整提供参考量。
表2 不同分区的海拔分级指标调整
Table 2 Elevation classification adjustment for different partitions
| I区 | II区 | III区 | IV区 | V区 | VI区 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 极高海拔-高海拔断点(m) | - | - | - | 5000 | 3953 | 5342 |
| 高海拔-中海拔断点(m) | - | - | 3500 | 4134 | 3397 | 4134 |
| 中海拔-低海拔断点(m) | 867 | 775 | 902 | 775 | 1000 | 1000 |
图7 新指标的局部调整曲面
Fig.7 The spatial difference between the adjusted indices and the samples
图7中正值部分,表示调整后的高程指标小于局部地表样本的高程期望,如,青藏高原地区,冰川中值等高线由东向西逐渐抬升,冰川样本的边缘平均高程与该区域冰缘总均值（5 342 m）的差相应发生变化,总体上局部调整曲面的值也从青藏东部向西部递增。负值表示地表样本的局部高程均值小于调整后的高程指标,如,东部地区受宏观地势影响,河谷海拔自西向东递减,造成调整曲面从山区向平原的倾斜。
按照调整后的分级曲面作为参考切割地形空间,得到调整后的海拔分级（图8）,对比原分级方案,各地貌区海拔分级均有一定的变化。定性来看,地貌大区(V)的极高山比例增加,青藏大区(VI)的极高山比例减少,总体上与冰川的分布特征更加贴近。东北地区(I)、东南大区(II)的中山比例增加,其中东北地区范围变化与林地-草地范围分布趋同;秦岭(III)-大巴山(IV)-雪峰山这一带的中山比例有所增加;从东北山地到云贵东侧,分级结果与中国第二阶梯、第三阶梯的地理界线形成了呼应,更符合实际的地理认知。此外,青藏东缘和东北缘的高山下缘向高海拔方向收缩,横断山脉的南北向河谷地形特征得以保留,也与冻融侵蚀在青藏东部的特征相接近。
图8 中国山地海拔分级 注：a为参考原方案的中国山地海拔分级;b为调整后的中国山地海拔分级。
Fig.8 Elevation classification in China
调整后,极高海拔比例由6.39%降为4.13%,这些极高海拔区呈细条带状分布,更好地对应了天山、昆仑山、冈底斯山的形迹（表3）。高海拔区域比例变化不大,调整前为16.20%,调整后为15.93%,消减区集中在地貌第一阶梯和第二阶梯交界处。中海拔区域比例由36.26%上升为40.72%,增长部分集中在东北山地和东南丘陵区,避免了原分级方案造成的中国东部无中山的误判。
表3 指标调整后的海拔分级面积比例
Table 3 Area ratio of altitude classes after indexes adjustment
| 分级 | 面积(×104 km2) | 比例(%) |
|---|---|---|
| 低海拔 | 374.83 | 39.22 |
| 中海拔 | 389.17 | 40.72 |
| 高海拔 | 152.22 | 15.93 |
| 极高海拔 | 39.51 | 4.13 |
在前人研究基础上,本次实验分区筛选指标,将此前划分海拔区间的等高平面改为由特定外动力指标控制的曲面,统计得出：① 中国低海拔面积约374.83×104km2,占陆地国土面积的39.22%;② 中海拔面积约389.17 km2,占陆地国土面积的40.722%;③ 高海拔面积约152.22 km2,占陆地国土面积的15.93%;④ 极高海拔面积约39.51 km2,占陆地国土面积的4.13%。
该分级方案地理意义更为明确,海拔分级结果与地表特征地物、宏观地理认知更加贴近,这对面向资源系统的海拔区划具有一定的参考意义。考虑到实验中,中山-高山分级指标的特征地物在大区V、VI存有交集,冻融侵蚀在青藏高原、天山北部都非常显著,此外西藏地区也包含多处林线区域,当前的样本选择方案未在同一大区中同时考虑二者,而是分别选择了区内更为典型的指标,冻融与林线样本在同一地貌大区内的冲突及对分级结果的影响需要进一步讨论。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [1] |
多尺度数字地貌等级分类方法 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2014.01.003 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
参考已出版的全国各级各类比例尺的地貌类型图的分类方案及图例表达，探讨了中国1：100 万数字地貌的等级分类方法，采用基于形态、成因、物质和年龄等地貌要素，综合反映地貌特征的等级分类指标和分类体系，初步构建了中国多个国家基本比例尺（即1：400 万、1：100 万、1：50 万、1：25 万、1：5 万）数字地貌等级分类方法，发展了由连续分布的多边形图斑反映形态成因类型，以及由离散的点、线和面图斑共同反映形态结构类型的数字地貌类型数据组织方式，构建了多尺度数字地貌类型的编码方法。该研究可为发展多尺度地貌类型图的编制提供方法基础，也可为当前正在进行的地理国情监测工程的大比例尺地貌类型信息普查提供分类规范和技术支持。
Methodology on hierarchical classification of multi-scale digital geomorphology. https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2014.01.003 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
参考已出版的全国各级各类比例尺的地貌类型图的分类方案及图例表达，探讨了中国1：100 万数字地貌的等级分类方法，采用基于形态、成因、物质和年龄等地貌要素，综合反映地貌特征的等级分类指标和分类体系，初步构建了中国多个国家基本比例尺（即1：400 万、1：100 万、1：50 万、1：25 万、1：5 万）数字地貌等级分类方法，发展了由连续分布的多边形图斑反映形态成因类型，以及由离散的点、线和面图斑共同反映形态结构类型的数字地貌类型数据组织方式，构建了多尺度数字地貌类型的编码方法。该研究可为发展多尺度地貌类型图的编制提供方法基础，也可为当前正在进行的地理国情监测工程的大比例尺地貌类型信息普查提供分类规范和技术支持。
|
| [2] |
中国陆地基本地貌类型及其划分指标探讨 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-7410.2008.04.004 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
<p>平原、台地、丘陵、山地等是地表最基本的地貌形态,这些名称不仅为专业领域广泛引用,也为普通人所知晓。近100年来多种地貌分类方案中都涉及这些地貌类型名称,有的称其为地貌"基本形态"。由于每种地貌形态都不仅包含形态特征,而且还有一定的成因意义,因此应称其为基本地貌类型。通过对已有的基本地貌分类及其划分指标进行系统分析和评估,认为中国陆地基本地貌类型按照起伏高度和海拔高度两个分级指标组合来划分的原则符合起伏复杂、多台阶中国地貌的基本特点。在传统的平原、台地、丘陵和山地分类的基础上,按起伏高度对山地进一步细分,即划分平原、台地、丘陵（<200m）、小起伏山地（200～500m）、中起伏山地（500～1000m）、大起伏山地（1000～2500m）和极大起伏山地（>2500m）等7个基本地貌"形态"。本文对前人以现代雪线、多年冻土下线和森林上线高度为依据确定地貌面海拔高度的分级指标进行了全面分析,由于它们的海拔高度在全国各地存在巨大差异,我们认为海拔高度等级指标并不符合中国实际。通过全国重点地区1∶500000地形图山地顶面海拔高度分布和1∶1000000国家数字高程模型（DTM）数据库编制的中国地面高程分布图进行较系统的分析,我们提出了应以1000m,2000m,4000m和6000m作为划分低海拔（<1000m）、中海拔（1000～2000m）、亚高海拔（2000～4000m）、高海拔（4000～6000m）和极高海拔（>6000m）地貌海拔高度分级指标。根据7个地貌起伏高度形态和5个海拔高度等级,将全国组合成从低海拔平原至极大起伏极高山28个基本地貌类型。</p>
Basic terrestrial geomorphological types in China and their circumscriptions. https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-7410.2008.04.004 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
<p>平原、台地、丘陵、山地等是地表最基本的地貌形态,这些名称不仅为专业领域广泛引用,也为普通人所知晓。近100年来多种地貌分类方案中都涉及这些地貌类型名称,有的称其为地貌"基本形态"。由于每种地貌形态都不仅包含形态特征,而且还有一定的成因意义,因此应称其为基本地貌类型。通过对已有的基本地貌分类及其划分指标进行系统分析和评估,认为中国陆地基本地貌类型按照起伏高度和海拔高度两个分级指标组合来划分的原则符合起伏复杂、多台阶中国地貌的基本特点。在传统的平原、台地、丘陵和山地分类的基础上,按起伏高度对山地进一步细分,即划分平原、台地、丘陵（<200m）、小起伏山地（200～500m）、中起伏山地（500～1000m）、大起伏山地（1000～2500m）和极大起伏山地（>2500m）等7个基本地貌"形态"。本文对前人以现代雪线、多年冻土下线和森林上线高度为依据确定地貌面海拔高度的分级指标进行了全面分析,由于它们的海拔高度在全国各地存在巨大差异,我们认为海拔高度等级指标并不符合中国实际。通过全国重点地区1∶500000地形图山地顶面海拔高度分布和1∶1000000国家数字高程模型（DTM）数据库编制的中国地面高程分布图进行较系统的分析,我们提出了应以1000m,2000m,4000m和6000m作为划分低海拔（<1000m）、中海拔（1000～2000m）、亚高海拔（2000～4000m）、高海拔（4000～6000m）和极高海拔（>6000m）地貌海拔高度分级指标。根据7个地貌起伏高度形态和5个海拔高度等级,将全国组合成从低海拔平原至极大起伏极高山28个基本地貌类型。</p>
|
| [3] |
|
| [4] |
|
| [5] |
|
| [6] |
|
| [7] |
中国陆地1:100万数字地貌分类体系研究 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2009.06.006 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
地貌分类体系是地貌图研制的关键之一,本文在总结国内外地貌及分类研究的基础上,借鉴20世纪80年代的中国1∶100万地貌图制图规范,基于遥感影像、数字高程模型和计算机自动制图等技术条件,归纳总结了数字地貌分类过程中应遵循的几大原则,分析了它们之间的相互关系,讨论了数字地貌分类的各种指标:包括形态、成因、物质组成和年龄等,提出了中国陆地1∶100万数字地貌三等六级七层的数值分类方法,扩展了以多边形图斑反映形态成因类型,以点、线、面图斑共同反映形态结构类型的数字地貌数据组织方式,并详细划分了各成因类型的不同层次、不同级别的地貌类型。中国1∶100万数字地貌分类体系的研究,为遥感等多源数据的陆地地貌解析和制图提供了规范,也为《中华人民共和国地貌图集》的编制奠定了基础,同时为全国大、中比例尺地貌图的分类和编制研究提供了借鉴。
Research on the classification system of digital land geomorphology of 1:000000 in China. https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2009.06.006 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
地貌分类体系是地貌图研制的关键之一,本文在总结国内外地貌及分类研究的基础上,借鉴20世纪80年代的中国1∶100万地貌图制图规范,基于遥感影像、数字高程模型和计算机自动制图等技术条件,归纳总结了数字地貌分类过程中应遵循的几大原则,分析了它们之间的相互关系,讨论了数字地貌分类的各种指标:包括形态、成因、物质组成和年龄等,提出了中国陆地1∶100万数字地貌三等六级七层的数值分类方法,扩展了以多边形图斑反映形态成因类型,以点、线、面图斑共同反映形态结构类型的数字地貌数据组织方式,并详细划分了各成因类型的不同层次、不同级别的地貌类型。中国1∶100万数字地貌分类体系的研究,为遥感等多源数据的陆地地貌解析和制图提供了规范,也为《中华人民共和国地貌图集》的编制奠定了基础,同时为全国大、中比例尺地貌图的分类和编制研究提供了借鉴。
|
| [8] |
中国陆地地貌基本形态类型定量提取与分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2009.06.007 URL [本文引用: 4] 摘要
中国陆地地貌基本形态类型由海拔和地势起伏度两个指标组合划分而成,其中海拔分4级,地势起伏度分7级,组合后的基本形态类型共25类。按照数字地貌分类体系,海拔和起伏度拥有全国普适性的分级指标,基于DEM数据可获得两指标的分级类型。试验表明,基于SRTM-DEM(水平分辨率90m,相当于125万比例尺)数据可得出全国普适性的采用单元为4km2,利用110万、1400万等比例尺数据进行DEM试验,得出我国存在0.4、4、12、18、21km2五种不同规模的采样单元,并分别对应着不同的比例尺。因我国地貌复杂多样,仅利用DEM数据所获得的海拔和地势起伏度分级数据不能完全反映不同地域的地貌特征,故利用遥感等多源数据,综合多种信息获得的地貌类型,可很好地反映出我国的海拔4级分级特征和地势起伏度7级空间分布,进而获得全国陆地的25种基本形态类型的面积及空间分布格局。
Quantitative extraction and analysis of basic morphological types of land geomorphology in China .https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2009.06.007 URL [本文引用: 4] 摘要
中国陆地地貌基本形态类型由海拔和地势起伏度两个指标组合划分而成,其中海拔分4级,地势起伏度分7级,组合后的基本形态类型共25类。按照数字地貌分类体系,海拔和起伏度拥有全国普适性的分级指标,基于DEM数据可获得两指标的分级类型。试验表明,基于SRTM-DEM(水平分辨率90m,相当于125万比例尺)数据可得出全国普适性的采用单元为4km2,利用110万、1400万等比例尺数据进行DEM试验,得出我国存在0.4、4、12、18、21km2五种不同规模的采样单元,并分别对应着不同的比例尺。因我国地貌复杂多样,仅利用DEM数据所获得的海拔和地势起伏度分级数据不能完全反映不同地域的地貌特征,故利用遥感等多源数据,综合多种信息获得的地貌类型,可很好地反映出我国的海拔4级分级特征和地势起伏度7级空间分布,进而获得全国陆地的25种基本形态类型的面积及空间分布格局。
|
| [9] |
|
| [10] |
中国山地分类研究 [J].Research on the mountain classification in China. |
| [11] |
|
| [12] |
中国地貌区划新论 [J].https://doi.org/10.11821/xb201303001 URL [本文引用: 4] 摘要
地貌区划是研究自然环境空间分异的基础,在区域地貌研究中具有十分重要的地位。本文分析总结了国内外地貌区划的相关研究成果,系统探讨了地貌区划的具体步骤与方法、地貌区划的原则、各级地貌区划的依据和标准,提出地貌类型组合和地貌成因类型的基本异同是各级地貌区划的依据。本文以中国1:400万地貌图等新资料为基础,应用GIS方法,结合中国三大地貌阶梯及其内部地貌格局的特点,通过分析我国各地基本地貌类型组合的差异及其形成原因,将中国地貌区划分为东部低山平原大区、东南低中山地大区、中北中山高原大区、西北高中山盆地大区、西南亚高山地大区和青藏高原大区6个地貌大区,并分别简要论述了各大区的地貌特征。各大区内部又据次级基本地貌类型和地貌成因类型及其组合差异进一步分区,全国共划分了38个地貌区。
Research on geomorphological regionalization of China. https://doi.org/10.11821/xb201303001 URL [本文引用: 4] 摘要
地貌区划是研究自然环境空间分异的基础,在区域地貌研究中具有十分重要的地位。本文分析总结了国内外地貌区划的相关研究成果,系统探讨了地貌区划的具体步骤与方法、地貌区划的原则、各级地貌区划的依据和标准,提出地貌类型组合和地貌成因类型的基本异同是各级地貌区划的依据。本文以中国1:400万地貌图等新资料为基础,应用GIS方法,结合中国三大地貌阶梯及其内部地貌格局的特点,通过分析我国各地基本地貌类型组合的差异及其形成原因,将中国地貌区划分为东部低山平原大区、东南低中山地大区、中北中山高原大区、西北高中山盆地大区、西南亚高山地大区和青藏高原大区6个地貌大区,并分别简要论述了各大区的地貌特征。各大区内部又据次级基本地貌类型和地貌成因类型及其组合差异进一步分区,全国共划分了38个地貌区。
|
| [13] |
大尺度土地覆盖数据集在中国及周边区域的精度评价 [J].https://doi.org/10.11834/jrs.20143055 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
大尺度土地覆盖数据是全球陆地表层过程研究、生态系统评估、环境建模等科学研究的重要基础，研究现有数据集的特点对数据使用者及生产新的数据集都具有指导意义。本研究以中国及周边区域为研究区，根据不同分类体系对地物的定义，研究不同分类体系中对应地物的相关系数，并将所有分类体系转换为IGBP分类体系；然后，从定性和定量两方面分析现有5种土地覆盖数据集（IGBP DISCover、UMD、GLC2000、MOD12Q1和GlobCover 2005）的空间一致性；并利用Google Earth高分影像选取两期验证样本评价5种土地覆盖数据集的精度。结果表明：同种地物在不同土地覆盖数据集之间的空间分布格局差异较大，且不同土地覆盖数据集之间的总体一致性系数较低；5种土地覆盖数据集中，GLC2000的总体精度和Kappa系数均最高，GlobCover 2005的总体精度和Kappa系数均最低。
Comparison and assessment of large-scale land cover datasets in China and adjacent regions. https://doi.org/10.11834/jrs.20143055 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
大尺度土地覆盖数据是全球陆地表层过程研究、生态系统评估、环境建模等科学研究的重要基础，研究现有数据集的特点对数据使用者及生产新的数据集都具有指导意义。本研究以中国及周边区域为研究区，根据不同分类体系对地物的定义，研究不同分类体系中对应地物的相关系数，并将所有分类体系转换为IGBP分类体系；然后，从定性和定量两方面分析现有5种土地覆盖数据集（IGBP DISCover、UMD、GLC2000、MOD12Q1和GlobCover 2005）的空间一致性；并利用Google Earth高分影像选取两期验证样本评价5种土地覆盖数据集的精度。结果表明：同种地物在不同土地覆盖数据集之间的空间分布格局差异较大，且不同土地覆盖数据集之间的总体一致性系数较低；5种土地覆盖数据集中，GLC2000的总体精度和Kappa系数均最高，GlobCover 2005的总体精度和Kappa系数均最低。
|
| [14] |
我国冻融侵蚀现状及防治对策 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0941.2013.10.012 URL [本文引用: 1] 摘要
冻融侵蚀普查是水利普查中水土流失普查的重要内容之一。在冻融侵 蚀普查工作中，采用我国自主建立的冻融侵蚀评价模型和评价指标体系，获得了全国冻融侵蚀强度、面积和空间分布情况数据，揭示了我国冻融侵蚀的空间分布特 征。成果显示：我国冻融侵蚀区总面积为172．48万km2，其中轻度以上冻融侵蚀面积为66．096万km2，分别占我国陆地国土面积的17．97％和 6．89％。在冻融侵蚀分布的8个省（区）中，西藏的冻融侵蚀面积最大，约占全国冻融侵蚀面积的48．90％，其余省（区）冻融侵蚀面积由大到小依次为青 海、新疆、四川、甘肃、内蒙古、黑龙江、云南。
Freeze-thaw erosion in our country present situation and the countermeasures. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0941.2013.10.012 URL [本文引用: 1] 摘要
冻融侵蚀普查是水利普查中水土流失普查的重要内容之一。在冻融侵 蚀普查工作中，采用我国自主建立的冻融侵蚀评价模型和评价指标体系，获得了全国冻融侵蚀强度、面积和空间分布情况数据，揭示了我国冻融侵蚀的空间分布特 征。成果显示：我国冻融侵蚀区总面积为172．48万km2，其中轻度以上冻融侵蚀面积为66．096万km2，分别占我国陆地国土面积的17．97％和 6．89％。在冻融侵蚀分布的8个省（区）中，西藏的冻融侵蚀面积最大，约占全国冻融侵蚀面积的48．90％，其余省（区）冻融侵蚀面积由大到小依次为青 海、新疆、四川、甘肃、内蒙古、黑龙江、云南。
|
| [15] |
青藏高原中东部水热条件与NDVI的空间分布格局 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2006.05.013 URL [本文引用: 1] 摘要
青藏高原受大气环流和地势格局的共同作用,水热条件及植被空间分布呈现独特的三维地带性特征。但是青藏高原范围广、地势起伏大,水热条件及植被空间分布具有明显区域差异。本文利用青藏高原中东部100个气象站1982~2000年的降水、气温资料以及同期NO-AA AVHRR植被指数产品(NDVI),分析水热条件及植被的空间分布特征。首先,设置经向、纬向海拔渐变样带,考察海拔对水热条件及NDVI空间分布的影响;然后,按500米海拔间隔进行站点分组,分析约束了海拔高差后的经纬位置对水热条件及NDVI空间分布的影响。研究表明:在青藏高原中东部由于海拔高差大,热量条件分布首先受海拔递减规律控制,其次才表现出因太阳辐射差异的纬度地带性;而降水分布则主要受水汽通道位置和方向的影响,北上水汽和东部偏南走向山脉是研究区降水经向特征的主要成因;指示植被状况的年均NDVI,则受水热组合的控制,其分布格局是二者的叠加与综合。
Spatial variation of water /thermal elements and NDVI with altitudes in central and eastern Tibetan Plateau. https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2006.05.013 URL [本文引用: 1] 摘要
青藏高原受大气环流和地势格局的共同作用,水热条件及植被空间分布呈现独特的三维地带性特征。但是青藏高原范围广、地势起伏大,水热条件及植被空间分布具有明显区域差异。本文利用青藏高原中东部100个气象站1982~2000年的降水、气温资料以及同期NO-AA AVHRR植被指数产品(NDVI),分析水热条件及植被的空间分布特征。首先,设置经向、纬向海拔渐变样带,考察海拔对水热条件及NDVI空间分布的影响;然后,按500米海拔间隔进行站点分组,分析约束了海拔高差后的经纬位置对水热条件及NDVI空间分布的影响。研究表明:在青藏高原中东部由于海拔高差大,热量条件分布首先受海拔递减规律控制,其次才表现出因太阳辐射差异的纬度地带性;而降水分布则主要受水汽通道位置和方向的影响,北上水汽和东部偏南走向山脉是研究区降水经向特征的主要成因;指示植被状况的年均NDVI,则受水热组合的控制,其分布格局是二者的叠加与综合。
|
| [16] |
基于第二次冰川编目的中国冰川现状 [J].The contemporary glaciers in China base on the Second Chinese Glacier Inventory. |
| [17] |
中国冰川系统变化趋势预测研究 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-3409.2005.05.015 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
基于中国冰川编目资料,应用冰川系统、零平衡线、冰川径流变化与冰川面积之间的关系以及冰川对环境变化的适应功能等理论,按几种不同升温率的气候情景,对全国各大流域冰川径流、面积、储量及平衡线高度等变化趋势进行预测.结果表明:平均来讲,21世纪前50年如果中国西部山区,以增温率为每年0.02K及0.03K计算,到2030年,全国冰川径流将达到最高潮,2030年后全国冰川径流将普遍回落,但至2050年仍将高于20世纪末的水平.如上述升温趋势一直维持下去,本世纪中国冰川的面积和储量将持续减少,到2030年,将减少6%～9%;到2050年减少10%～15%;到本世纪末,全国冰川径流将回落到1980年的水平以下,全国冰川面积将减少23.2%～34%.
Modeling the response of glacier system to climate warming: taking glaciers in China as an example. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-3409.2005.05.015 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
基于中国冰川编目资料,应用冰川系统、零平衡线、冰川径流变化与冰川面积之间的关系以及冰川对环境变化的适应功能等理论,按几种不同升温率的气候情景,对全国各大流域冰川径流、面积、储量及平衡线高度等变化趋势进行预测.结果表明:平均来讲,21世纪前50年如果中国西部山区,以增温率为每年0.02K及0.03K计算,到2030年,全国冰川径流将达到最高潮,2030年后全国冰川径流将普遍回落,但至2050年仍将高于20世纪末的水平.如上述升温趋势一直维持下去,本世纪中国冰川的面积和储量将持续减少,到2030年,将减少6%～9%;到2050年减少10%～15%;到本世纪末,全国冰川径流将回落到1980年的水平以下,全国冰川面积将减少23.2%～34%.
|
| [18] |
天山北坡高山林线分布的生态地理特征 [J].
综合利用多源遥感影像和实地勘察资料识别天山北坡高山林线分布格局,结合区域气象数据和土壤理化性质,分析天山北坡林线分布的生态地理特征。结果表明:①天山北坡林线分布高度大约在2 600～2 850 m,从西向东林线分布高度呈上升趋势,奇台至巴里坤段林线高度上升最为显著；伊犁河谷段与玛纳斯段林线垂直宽度较宽。②影响天山北坡林线分布高度的关键气候因子为生长季温度（如年生物学温度3.35 ℃,最热月均温10.49 ℃,生长季均温8.26 ℃）,特别是年生物学温度,能较好的指示天山北坡高山林线分布位置,且各气候指标均在全国均值范围之内,而影响巴音布鲁克地区森林发育的主要原因为冬季低温干旱。③伊犁林线过渡带和玛纳斯林线过渡带有机质、全氮及全磷的含量最高；酸碱性大致以阜康林线为界,向西呈酸性,向东呈碱性；土壤营养物质主要分布于表层（0～10 cm）,深层(30～80 cm)含量低且变化不显著,具有明显的“表聚现象”；下层土壤pH值从西向东逐渐由弱酸性向弱碱性过渡；电导率空间变异性较强,各层变化特征不显著。
Eco-geographical characteristics of alpine timberlines on northern slope of Tianshan Mountains.
综合利用多源遥感影像和实地勘察资料识别天山北坡高山林线分布格局,结合区域气象数据和土壤理化性质,分析天山北坡林线分布的生态地理特征。结果表明:①天山北坡林线分布高度大约在2 600～2 850 m,从西向东林线分布高度呈上升趋势,奇台至巴里坤段林线高度上升最为显著；伊犁河谷段与玛纳斯段林线垂直宽度较宽。②影响天山北坡林线分布高度的关键气候因子为生长季温度（如年生物学温度3.35 ℃,最热月均温10.49 ℃,生长季均温8.26 ℃）,特别是年生物学温度,能较好的指示天山北坡高山林线分布位置,且各气候指标均在全国均值范围之内,而影响巴音布鲁克地区森林发育的主要原因为冬季低温干旱。③伊犁林线过渡带和玛纳斯林线过渡带有机质、全氮及全磷的含量最高；酸碱性大致以阜康林线为界,向西呈酸性,向东呈碱性；土壤营养物质主要分布于表层（0～10 cm）,深层(30～80 cm)含量低且变化不显著,具有明显的“表聚现象”；下层土壤pH值从西向东逐渐由弱酸性向弱碱性过渡；电导率空间变异性较强,各层变化特征不显著。
|
| [19] |
天山北翼坡向对森林分布的影响 [J].https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000068 URL [本文引用: 1] 摘要
坡向对山地森林的空间分布有重要影响,在干旱区尤其如此。天山山地处于西北干旱区,其山地森林的研究过去多集中在南北翼森林的简单对比,而在更详细的中小尺度上,森林沿坡向梯度的连续变化缺乏定量化的分析。以天山北翼中段为研究区,利用1∶5万DEM和SPOT5遥感图像解译,分析山地森林上下限和面积在全坡向的变化规律。结果表明：1.研究区内97.4%的森林分布在海拔1 600-2 690 m;2.森林上限分布在2 691-2 790m,最高值出现在东坡,最低值出现在西南坡,森林上限随坡向变化不明显;森林下限分布在1 371-1 600 m,最高值出现在西南坡,最低值出现在南坡,森林下限的分布和河谷密切相关;3.森林分布面积在北坡最大,阳坡分布面积非常小,在全坡向范围内呈现“U”型分布,西坡森林面积略大于东坡;但在森林分布的上部（〉2 700 m）及下部（〈1 600 m）,森林面积东坡略高于西坡。
Effect of slope aspect on the distribution of mountain forest in the northern flank of the central Tianshan Mountains. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000068 URL [本文引用: 1] 摘要
坡向对山地森林的空间分布有重要影响,在干旱区尤其如此。天山山地处于西北干旱区,其山地森林的研究过去多集中在南北翼森林的简单对比,而在更详细的中小尺度上,森林沿坡向梯度的连续变化缺乏定量化的分析。以天山北翼中段为研究区,利用1∶5万DEM和SPOT5遥感图像解译,分析山地森林上下限和面积在全坡向的变化规律。结果表明：1.研究区内97.4%的森林分布在海拔1 600-2 690 m;2.森林上限分布在2 691-2 790m,最高值出现在东坡,最低值出现在西南坡,森林上限随坡向变化不明显;森林下限分布在1 371-1 600 m,最高值出现在西南坡,最低值出现在南坡,森林下限的分布和河谷密切相关;3.森林分布面积在北坡最大,阳坡分布面积非常小,在全坡向范围内呈现“U”型分布,西坡森林面积略大于东坡;但在森林分布的上部（〉2 700 m）及下部（〈1 600 m）,森林面积东坡略高于西坡。
|
/
| 〈 |
|
〉 |
