基于流域系统地貌信息熵的贺斯格乌拉露天矿区稳定性评价

[目的]开展露天矿区稳定性评价,为矿区地貌重塑、生态环境修复及水土流失监测等提供技术支撑。[方法]以流域系统地貌信息熵为评价指标,基于ArcHydro水文模型及流域自相似原理,对露天矿区及周边未扰动区地貌形态稳定性进行评价,探究矿区水土流失风险及其侵蚀强度。[结果]受矿区剥离、采掘、运输及排弃等一系列工艺的影响,内蒙古贺斯格乌拉露天矿区现状地貌信息熵多集中在0.105~0.145,流域地貌系统发育多为幼年期或壮年偏幼年期,流域侵蚀风险较高;原始地貌及未扰动区地貌信息熵多大于0.40,为稳定的壮年期或老年期,地势平缓,土壤侵蚀模数较小。[结论]以贺斯格乌拉露天煤矿为例,受矿区原始地貌、矿区开采顺序及排土场位置等影响,水土流失风险呈现由南向北逐渐递增的趋势特征,可以作为露天矿区地貌重塑及生态环境修复的依据。

基于点云数据的水利测绘工程地貌信息提取方法

为提高水利测绘工程地貌信息提取精度,文章基于点云数据技术,提出水利测绘工程地貌信息提取方法。对点云数据进行滤波和局部差值处理,得到采样点的整体空间分布。根据地貌分块面积的大小和搜索半径,对邻近点云进行搜索。依据离散的点云数据构成地貌轮廓曲面,对地貌信息元素进行分类识别,实现信息提取。测试结果表明,设计方法能够排除非水体地貌目标的干扰,提高提取精度,对地貌信息特征具有较好的解释效果。

地貌信息熵在地震后泥石流危险性评价中的应用

地貌信息熵可以表示流域地貌面受侵蚀的程度,是判断地貌发育演化阶段的量化指标之一。基于流域系统地貌信息熵的原理和方法,采用GIS技术和Matlab、SPSS软件,对"5·12"汶川地震后都江堰市深溪沟流域内41个子流域的面积-高程积分值和地貌信息熵进行计算,研究了各个子流域的地貌发育演化基本特征和泥石流发育情况,并将分析结果和地震后野外实际调查的成果进行了对比研究,结果表明:在烈度为Ⅺ的都江堰深溪沟地震重灾区,地震引发的大量崩塌、滑坡导致松散固体物质广泛堆积于沟道内,不仅为泥石流提供丰富的物源,而且使沟道局部的地貌发生了突变,但通过"地貌信息熵"这种方法无法表达丰富物源的变化和沟道地貌的突变,因此,根据地貌信息熵判断地震后泥石流的危险性具有一定的局限性。为了使地震区泥石流危险性评价的结果更加真实、可靠与可信,必须结合流域的实际情况,对地貌信息熵判定的危险性结果进行综合分析与修正,或者通过多种评价方法进行对比论证和分析。

祁连山北麓地貌信息熵与山体演化阶段分析

利用定量化的手段分析地貌演化的阶段和趋势,是地貌学研究领域的一个重大的理论课题。在地理信息系统软件ArcGIS和ArcView的支持下,利用数字高程模型提取祁连山北麓的河网和流域。利用Strahler积分计算了各个流域的地貌信息熵,按照主夷平面的高度将祁连山北麓的各个流域分为不同的部分,它们具有不同的地貌信息熵值。结果显示,祁连山地区正在进入戴维斯侵蚀旋回的幼年期阶段。

基于流域系统的地貌信息熵泥石流敏感性评价

基于流域系统地貌信息熵原理和计算方法,采用GIS技术,计算岷江流域汶川县境内209个子流域系统的地貌信息熵值,并结合其他诱发因子进行泥石流敏感性分区,将泥石流敏感性划分为高、偏高、中等、偏低和低5个区间。研究结果表明:汶川县209个子流域中仅有7条子流域敏感性高,63条子流域敏感性偏高,69条子流域敏感性中等,54条子流域敏感性偏低,16条子流域敏感性低。

基于地貌信息熵与滑坡物源的芦山地震区泥石流危险性评价

地貌信息熵是判断地貌发育演化阶段的量化指标,常用以表示流域地貌面的受侵蚀程度,是地形地貌因子的反映。以GIS技术为操作平台,利用芦山地震滑坡体积作为泥石流物质来源数据,采用地貌信息熵方法,对55条泥石流沟进行了基于滑坡物源的泥石流危险性区划研究,期望能为即将来临的雨季做好泥石流危险区规划和防灾工程部署提供参考。研究结果表明：研究区泥石流沟谷流域地貌信息熵值变化范围为0.003 2-0.938 1,沟谷地貌演化从幼年期至老年期均有分布;泥石流危险区面积自极高危险区至极低危险区基本呈现递减趋势,80.77%研究区面积的泥石流沟谷比较活跃,处于幼年期—壮年期的泥石流沟谷增加了泥石流发生的危险性;泥石流沟谷流域斜坡物质响应率变化范围为0-133.24mm,低度和极低度物源敏感区面积共占研究区沟谷流域面积的72.93%,表明近3/4的泥石流沟谷流域对滑坡物源不敏感;基于滑坡物源的泥石流危险性评价结果表明,2/5以上的泥石流沟谷流域处于中度及以上危险区,泥石流活动较为活跃。

基于双重逆极限空间的地貌信息数据挖掘方法

为了挖掘不完备的地貌数据信息,将地貌信息描述为拓扑空间的形式,从逆极限定义出发,利用映射诱导法建立与原地貌信息空间拓扑同构的双重逆极限空间作为目标信息空间,然后利用拓扑传递性分析原地貌信息空间与目标信息空间的拓扑相似度,实现不完备的地貌信息空间数据挖掘.本文利用GIS软件,结合地貌的坡度、坡向等地貌特征因子分别模拟了地貌信息数据挖掘前后的模型并进行了对比,结果表明此方法是可行的.

地貌信息可视化遥感图像准确性提取仿真

对地貌信息可视化遥感图像的准确性提取,能够有效提高遥感图像的处理质量。对可视化遥感图像的准确性提取,需要对图像边缘进行分割,搜索分割最佳阈值,完成对遥感图像的准确性提取。传统方法依据类矩形的构建图像的相关函数,引入图像的分割算法特定的形状进行分割,但忽略了搜索图像分割最佳阈值,导致提取精度偏低。提出基于混合蛙跳算法改进的OTSU遥感图像边缘可视化分割方法。针对遥感图像的复杂性以及高边缘密度和噪声较明显等特性,利用混合蛙跳算法改进的OTSU分割方法对遥感图像进行分割,引入邻域空间与灰度的相似测量因子,利用混合蛙跳算法对图像分割最佳的阈值进行图像搜索优化,减少图像的计算量,提高收敛的速度,完成地貌信息可视化遥感图像边缘可视化分割。实验结果表明,该方法能有效地提高遥感图像分割的精度。

耦合地貌信息熵和流域单元物质响应率的泥石流危险性评价

以粤西高州马贵河流域为靶区,通过地貌信息熵法分析了流域地貌发育演化阶段和泥石流沟谷危险性;提出了流域单元物质响应率的概念,并结合遥感影像解译得到的松散物质分布,探讨了泥石流沟谷的物源敏感性;在此基础上,将地貌信息熵值和流域单元物质响应率进行耦合,开展地形和物源复合作用下的泥石流危险性评价研究。结果表明:研究区地貌信息熵值的变化范围为0.139 8~0.878 7;沟谷地貌演化从幼年期至老年期均有分布,59.07%的研究区面积处于幼年期-壮年期,泥石流沟谷比较活跃、危险性大;单元物质响应率的变化范围为0~0.171 6,54.60%的沟谷对物源较敏感;基于地貌信息熵值和流域单元物质响应率耦合的泥石流危险性评价结果表明,42.79%的泥石流沟谷处于中等及以上危险区域,泥石流危险性较大。对比分析发现评价结果和实际情况较为吻合,评价结果合理,优于上述两种方法单独评价的结果。该成果可以为马贵河流域防灾减灾、经济建设布局等提供依据,具有重要的工程实际意义和应用价值。

地貌信息熵理论在冲沟沟头活跃度评价中的应用初探

冲沟沟头是整个冲沟活跃区中形态变化及侵蚀产沙最为剧烈的部位,其活跃程度决定着整个冲沟的发展方向。尝试运用地貌信息熵理论,基于RTK-GPS技术对冲沟沟头的实地监测数据,对干热河谷区36个冲沟沟头活跃度进行了评价研究。结果表明:研究区36个冲沟沟头在形态发育上均处于活跃期,但分别处于不同程度的侵蚀活跃状态;依据地貌信息熵值可将沟头发育状况划分为4个活跃程度等级,分别为稳定、较稳定、较活跃和活跃,被调查的36个沟头中约有44%处于较活跃或活跃状态,42%处于较稳定状态,仅有14%处于相对稳定状态;沟头发育监测数据验证表明,地貌信息熵理论评价结果与实际情况基本相符,可将其作为冲沟活跃程度评价的一种有效方法。

东北地区地貌信息熵与地震构造

利用侵蚀流域的地貌信息熵理论定量研究了东北地区的构造活动和区域稳定性，结果表明，熵值小于０．２的区域与现代构造活动的区域相一致，熵值的高梯度带及其走向畸变部位与大地震的位置具有某种对应关系。总体分布状态与新活动较强的构造格架可能有某种成因联系．

基于地貌信息熵的天山公路冰川泥石流危险性评价

冰川泥石流广泛分布于我国西部地区,特殊的地貌条件对泥石流的发育有着重要影响。地貌信息熵理论是量化地貌发育阶段的指标,针对冰川地貌条件,探讨了地貌信息熵理论在冰川地貌条件下的应用,并提出了相应的修正系数。选取天山公路沿线13条泥石流沟,基于ArcGIS平台,进行了危险性评价。结果表明,修正后的地貌信息熵值能较好地判断冰川泥石流的危险程度。

基于流域系统地貌信息熵的泥石流危险性定量评价

泥石流是爆发在山区小流域内的特殊地质灾害,流域地貌条件制约着泥石流的形成和运动,影响着泥石流的发生和规模,因此,可以根据流域地貌的发育阶段判断泥石流的危险性。流域系统地貌信息熵理论是Strahler面积-高程分析法与信息熵原理的有机结合,是计算流域地貌发育阶段的定量方法。作者探讨了利用流域系统地貌信息熵理论进行泥石流危险性评价的方法,并选取辽宁省岫岩县哈达碑镇的21条流域作为实例进行验证。评价结果表明,利用地貌系统信息熵值来判断泥石流的发育程度,具有较好的客观性、可操作性和可靠性。

侵蚀流域地貌信息熵在潜在震源判定中的应用

利用文献[1]提供的方法和原理对青藏高原东北缘地区进行了大比例尺地貌信息熵扫描。结果表明，侵蚀流域地貌信息熵等值线图半定量地反映出了该区域的基本构造格局，成带分布的烟等值的分段性为潜在震源的判定提供了一种新的识别标志。

基于地貌信息熵的大别山区公路泥石流沟识别研究

对于特殊地质灾害泥石流来说,它爆发在山区小流域内,而泥石流的形成和运动由流域地貌条件制约着,流域地貌条件是泥石流的发生和规模的影响因素,所以,泥石流的危险性可以根据流域地貌的发育阶段进行判断。作者探讨了运用流域系统地貌信息熵理论进行泥石流危险性评价的方法,并选取大别山区两条省道沿线16条泥石流沟作为实例进行验证。结果表明,沿线93.75%的沟谷处于幼年期和壮年期发育阶段,在一定的暴雨强度下易爆发泥石流;利用流域系统地貌信息熵值来判断泥石流的发育程度,具有较好的客观性、可操作性和可靠性。

快速获取测绘工程地貌信息的方法探讨

DEM及等高线作为地形测绘中的地貌元素,能够直观地反映地形的起伏变化。目前提取地貌信息的手段多样,但效率相对低下。如传统立采等高线,作业人员戴3D眼镜采集,费时费力还不能满足工期要求。有些等高线采集方式可能还达不到精度要求。如何高效地生成精度高又美观的等高线值得研究。随着激光扫描技术的快速发展,激光点云数据已经成为地形地貌测量的主要数据来源。本文旨在研究基于激光点云数据生成等高线的方法。

杂谷脑河流域暴雨型泥石流沟地貌特征分析

沟谷的地貌特征是泥石流灾变过程中的一个重要的缓变因子。它决定泥石流形成的动力条件,制约水源条件中的地表径流汇流过程,影响固体物质补给的方式。因此,可以通过研究流域地貌特征来分析泥石流灾害发育特征。以杂谷脑河中游的暴雨型泥石流沟为研究对象,分析了定量描述沟谷发育阶段的流域地貌信息熵,流域面积以及沟床纵比降与泥石流灾害特征之间的关系。结果发现,泥石流沟流域地貌信息熵值处于为0.12～0.20之间时,沟谷属于中高频的泥石流沟,熵值位于区间之外的沟谷则属于低频泥石流沟;沟谷流域面积大于15km2,沟床纵比降小于300‰时,发育稀性泥石流,反之则发育黏性泥石流。

大规模沟谷型泥石流成因与减灾启示——以黑水县谷汝沟“7·14”泥石流为例

沟谷型泥石流具有谷坡陡峻、相对高差大、沟道坡度大等特点,往往形成大规模的泥石流灾害。2021年7月14日20时许,黑水县谷汝沟发生大规模泥石流灾害,造成直接经济损失3300万元。为提高和完善泥石流灾害的预测预警手段与减灾水平,以沟谷型泥石流谷汝沟“7·14”泥石流为典型研究对象,通过现场勘察、模型计算、流域地貌信息熵和气象分析等方法,揭示谷汝沟“7·14”泥石流特征,分析其成因,预测其未来发展趋势。结果表明:谷汝沟“7·14”泥石流容重为1.83g/cm3,属于黏性石流,平均流速为11.2m/s,泥石流峰值流量达到991.2 m3/s;流域处于壮年偏幼期的地貌发育阶段,为谷汝沟“7·14”泥石流暴发提供了充足的动力势能条件,49.7mm的日降雨量是泥石流的激发因素;根据灰色灾变预测模型,谷汝沟将在2027年、2034年、2042年暴发泥石流灾害。研究成果有助于完善沟谷型泥石流的预测预警,可为其他地区泥石流防灾减灾提供参考。

模拟降雨下流域不同地貌单元形态演变特征

利用室内小流域概化模型和人工模拟降雨试验,分析了在60、90、120、150 mm/h降雨强度下概化流域内支沟和全流域等不同地貌单元形态演变特征。结果表明:随着模拟降雨场次增加和降雨强度的增大,地貌分形信息维数呈明显的增大趋势,各支沟和全流域沟网不断发育,各地貌单元的地貌形态逐渐复杂,而且支沟和全流域地貌形态变化过程呈现出不同的阶段性,支沟地貌形态变化较全流域更为剧烈;随降雨强度增大和降雨场次的增加,支沟和全流域等地貌单元地貌信息熵单调增大,且支沟沟网起伏程度大于全流域,随着空间尺度增大,地貌形态演变剧烈程度有所降低。

地貌类型数据精确定位探讨

地貌类型单元不仅是地理国情要素采集的基本内容之一,还是地理国情普查统计分析的基本单元,用于统计地表覆盖类型在地貌类型单元上的数量和分布状况。介绍第一次全国地理国情普查中地貌类型数据精确定位使用的数据资料及定位技术要求,探讨地貌类型数据精确定位方法,总结生产过程中积累的经验及问题处理方法。