DEM栅格单元地形异质性的量度指标研究

DEM栅格单元地形异质性可以理解为栅格单元内部地形的复杂程度,在数字地形分析中,其存在可能得出与实际不符的分析结果。然而,目前还没有一种综合量度指标可以衡量DEM栅格单元地形异质性的大小。该文在总结相关研究成果的基础上,分析了DEM栅格单元地形异质性产生的主要原因,并采用高程标准差、地形起伏度、地表粗糙度和平均坡度4个指标度量DEM栅格单元地形异质性的不同方面,最后通过归一化综合处理,得到了DEM栅格单元地形异质性的综合量度指标——DEM栅格单元地形异质性指数(DGTHI),并进行了实验验证与分析。

地理信息系统中栅格单元大小与形状

为了减少地理信息系统中的数据量 ,提高数据精度 ,计算并分析了 5种正多边形等面积条件下 ,各周长值及它们之间的关系 .选用周长最短的正六边形作为栅格单元结构 ,可在相同面积、相同数据量的条件下提高数据精度 ,或在保证精度的条件下 ,减少数据量 ,从而可降低生产成本 .

DEM栅格单元大小对汇水区提取的影响研究

汇水区是分布式水文地表积涝模拟的基本单元,汇水区划分的精确性对暴雨积涝模拟具有重要意义。利用水文分析工具进行研究区汇水区提取时,由于DEM栅格单元大小不同,汇水区划分空间分布精确性不同。为了研究DEM栅格单元大小对汇水区划分精度的影响规律,本文采用栅格单元大小为30、50、100 m DEM对同一地区进行汇水区划分计算,研究分析DEM栅格单元大小对汇水区划分涉及到的水流方向提取计算、汇流累积量计算、水流长度计算以及对流域分割计算的影响,从而实现DEM栅格单元大小对汇水区划分精度的影响评价。研究发现:栅格单元大小改变,对水流长度计算、流域分割、汇水区划分几个要素影响程度较大,栅格单元大小的变化对流向分析、汇水量提取几个要素的影响程度相对较小。栅格单元变大时,汇水区的面积减小,汇水区的个数也相应的减少;栅格单元变小时,汇水区的面积变大,汇水区的个数也相应增加。

地理信息系统中栅格单元大小和形状的选择(英文)

栅格结构是地理信息系统中的一种重要的数据结构 ,栅格单元是栅格数据结构的基本单位 ,它的大小和形状不仅决定了栅格结构的数据量 ,而且还影响栅格数据的精度 ,因此在栅格区划时应同时考虑栅格的大小和形状。常见的栅格单元形状是正方形 ,但也可以采用正三角形 ,菱形 ,矩形 ,正六边形等规则多边形。本文通过几何分析和证明 ,正六边形同正方形相比 ,在面积相同情况下 ,周长比正方形短 ,采用正六边形作为栅格单元更优越 ,可以在相同数据量下 ,提高数据的精度 ,或在保持相同精度情况下 。

基于栅格单元的林地质量等级评价研究

利用GIS技术,对比研究和分析了基于小班矢量数据的林地质量评价与基于栅格单元的林地质量评价2种林地质量评定方法的优劣性。研究结果表明,基于栅格单元的林地质量评价方法比基于小班矢量数据的评价方法更加科学、可靠,评价精度更高。

基于栅格单元的浏阳市林地质量评价

基于多元栅格数据,以栅格单元为评价对象,采用层次分析法(AHP),对浏阳市林地质量进行等级划分,分析乡镇(街道)尺度下各林地质量等级的空间分布特征,并提出相应的经营措施。结果表明:(1)研究区各林地质量等级面积占比为:Ⅱ级>Ⅲ级>Ⅰ级>Ⅳ级,无Ⅴ级林地。(2)各林地质量等级在乡镇(街道)尺度上聚集程度为:Ⅰ级>Ⅳ级>Ⅲ级>Ⅱ级。Ⅰ级林地集中分布在研究区西北部和西南部,Ⅱ级集中分布在东南部,Ⅲ级和Ⅳ级都集中分布在东北部。

不同栅格分辨率下赣州市石城县崩岗易发性评价研究

探究不同栅格分辨率下崩岗易发性评价对崩岗防控具有重要意义.为开展相关研究,以赣州市石城县为例,利用地理探测器选取降雨侵蚀力、可蚀性、岩石种类、植被高度、叶面积指数、高程、坡度、归一化植被指数指标作为评价指标,划分出15、30、60、90、120 m 5种分辨率的栅格单元,以频率比(FR)为联接方法,构建频率比-随机森林(FR-RF)模型开展崩岗易发性评价.结果显示:栅格单元空间分辨率对崩岗易发性评价有一定影响,5种不同栅格分辨率下易发性结果的AUC值依次为0.840、0.830、0.830、0.820、0.810,基于随机森林模型下15 m分辨率栅格单元更适用于研究区的崩岗易发性评价(AUC值为0.840);研究区较高易发区以及高易发区主要分布在北部区域.研究结果可以为赣南地区的崩岗易发性评价提供重要参考.

基于不同评价单元的地质灾害易发性评价对比

为研究不同评价单元对大区域地质灾害易发性评价结果准确性的影响,分别将研究区划分为1481个斜坡单元和3142959个栅格单元,选取坡度、高程、坡向、起伏度、地层、道路缓冲区、河流缓冲区和断层缓冲区8个评价因子,采用信息量模型对河南省登封市地质灾害易发性评价进行对比研究.对289处灾害点在不同易发性等级中的分布情况进行统计和接受者操作特征曲线(ROC曲线)精度验证,结果表明:在高、中易发区,栅格单元灾害密度比高于斜坡单元;在低易发和非易发区,栅格单元灾害密度比低于斜坡单元,说明栅格单元的评价结果更为合理;采用统计分析与ROC曲线对评价结果进行验证,栅格单元曲线下方面积(AUC值)高于斜坡单元,说明栅格单元的评价结果比斜坡单元更为合理与准确.

基于栅格单元优化的多要素辅助的空间插值方法研究

对于土壤属性空间分异显著的复杂地貌类型区,常规的全局插值模型和单一环境要素辅助的插值模型往往难以满足插值精度的要求。鉴于此,以青海湖流域部分区域为实验区,开展了多地学要素辅助的土壤钾含量空间插值方法研究。经验证,基于栅格单元优化的多地学要素辅助的土壤钾含量空间插值精度有显著提高,均方根误差(root mean square error,RMSE)降低约50%,对土壤钾含量空间分异特征的刻画也更为细致。该方法可以解决单一插值模型在空间预测中的不足,对复杂地学环境中土壤属性的空间变异刻画表现良好。

不同降雨工况条件下的崩滑地质灾害危险性评价

为针对性地采取预防、避让、治理等地质灾害防治与管控提供依据,完善在地质灾害危险性评价中将降雨作为单一诱发因子参与评价体系的弊端,在大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨4种不同降雨工况条件下进行了研究区崩滑地质灾害危险性评价。以云南省元阳县作为研究区域,以栅格单元作为评价单元,选取地貌类型、高程、坡度、坡向、曲率、工程地质岩组、土地利用类型、断层距离和河流距离9个评价因子,采用主观的层次分析法与客观的信息量模型相结合的加权信息量模型对元阳县崩塌、滑坡进行了地质灾害易发性评价。研究结果表明:基于自然间断点法元阳县域可分为低、中、高、极高4类易发区,4类易发区面积分别占元阳县面积的21.55%,35.46%,25.53%和17.16%。利用ROC曲线得出区划结果精度AUC值为0.812,表明区划结果很好。在易发性评价基础上,以年平均最大日降雨量为诱发因素,分别对大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨4种工况条件下的研究区进行了崩塌、滑坡地质灾害危险性评价,得到了大雨([25,50) mm)工况、暴雨([50,100) mm)工况、大暴雨([100,250]mm)工况和特大暴雨(>250 mm)工况4种条件下基于极值假设的研究区崩滑地质灾害危险性评价结果,并对不同降雨工况条件下的地质灾害危险性评价结果进行了对比分析,确定了地质灾害危险性评价结果在不同降雨条件下的空间合理性。通过与实际调查结果的对比表明,4种不同降雨工况条件下的崩滑地质灾害危险性评价结果与实际高度吻合,说明评价结果具有较高的可靠性与合理性。

露天矿区地质灾害易发性评价

以桐柏县露天矿区为例,采用栅格单元评价法对研究区进行划分,共3 064 985个栅格单元,在此基础上展开易发性评价。并选取坡度、高程、工程地质岩组、距断层距离、斜坡结构类型、水系距离、道路距离、地貌类型作为评价因子。采用自然间断法将叠加计算的值分为4个等级(高易发区、高易发区、中易发区与低易发区)。按照《地质灾害风险调查评价技术要求(1∶50 000)》(试行)中地质灾害不同分区等级规定的图示图例进行区分,最后得出河南省桐柏县露天易发性分布。研究为桐柏县政府提供露天防灾减灾管理、国土空间规划和用途管制的基础地质依据。

基于改进斜坡单元法的山区城镇建设用地适宜性评价

城镇建设用地适宜性评价是城镇发展规划中十分重要的基础性工作,不仅可为城镇土地利用分类与合理开发提供科学依据,也可为后续城市各项专题规划奠定基础。以重庆市云阳县双江镇为例,在充分收集资料和现场调查工作的基础上,首先通过筛选研究区城镇建设用地适宜性评价指标,选取地层岩性、坡度等10个基础指标因子构建了评价指标体系,并采用层次分析法确定指标权重;然后提出基于改进的斜坡单元法——盆域山体阴影法的评价单元划分方法,并与传统栅格单元法的评价单元划分方法进行了对比;最后采用多因子叠加模型开展了研究区建设用地适宜性评价研究。结果表明:采用改进的斜坡单元法得出的研究区适宜性评价结果更加符合双江镇实际建设用地中土地利用的现状,评价结果的实用性和精度明显优于传统的栅格单元法,可为类似地区城镇土地利用规划提供科学依据。

山西省文水县地质灾害风险评价及风险管控研究:以区域泥石流、崩塌和滑坡为例

地质灾害易发性评价是风险性评价的基础,以往的区域地质灾害易发性评价常采用同一种单元划分方法,而不同灾种受不同因素的影响,需采用不同的评价指标建立模型。本文以文水县地质灾害发育特征分析为基础,考虑泥石流发育诱发因素的特殊性,采用流域评价单元对泥石流灾害进行易发性评价,采用栅格评价单元对崩塌、滑坡灾害进行易发性评价,在两者加权叠加的基础上开展区域风险评价,并提出风险管控建议。

栅格水沙耦合模型在水保试验区土壤侵蚀时空模拟中的应用研究

本文采用水沙耦合模型,以栅格(1km×1km)为计算单元,对辽宁某水保试验区进行土壤侵蚀模数时空模拟,并结合试验区实测水量和土壤侵蚀数据对模型精度进行评价,同时还对区域不同水土保持措施下的土壤侵蚀模数进行了评价。研究结果表明:栅格水沙耦合模型可用于区域土壤侵蚀模数的空间模拟,模拟水量和土壤侵蚀模数与实测值误差小于25%;坡度为15°的水保工程措施可明显减少区域土壤侵蚀模数,相比于其他措施区域土壤侵蚀量削减35.5%~98.4%。研究成果对于不同水保措施下的水保时空效果模拟提供模拟方法参考。

陕西省志丹县地质灾害风险调查评价研究

为将潜在风险指标考虑到区域地质灾害风险评价体系中,更好地研判区域地质灾害形势,以陕西省延安市志丹县为研究区,在地质灾害隐患早期识别和详细调查的基础上,总结分析了研究区地质灾害的分布特征和形成条件;基于高精度DEM数据,对研究区具备孕灾条件的区域划分了栅格单元,并开展大比例尺(1∶50000~1∶10000)调查,查明了孕灾地质环境条件和危险区范围内的承灾体。通过统计分析,确定了研究区地质灾害发育的主要影响因子,采用信息量模型,实现了所有栅格单元的地质灾害易发性评价,再叠加区域内主要诱发因素,进行地质灾害危险性评价,进而开展地质灾害易损性和风险性评价。结果表明:研究区的地质灾害极高风险区、高风险区、中风险区、低风险区面积分别占调查区总面积的0.32%、9.42%、69.38%、20.87%,并通过典型隐患点实地核查,验证了评价结果的可靠性。研究成果掌握了研究区地质灾害风险底数,明确了地质灾害风险分布区域和发育特征,可为进一步实施地质灾害风险区划提供基础依据,有利于提高地方地质灾害综合防治能力。

十堰市某重点集镇地质灾害易发性评价研究

为了提高重点集镇地质灾害易发性评价结果的合理性和准确性,选取合适的评价单元是易发性评价的重要环节。通过采用不同的评价单元进行地质灾害易发性评价对比研究,探究评价单元对地质灾害易发性评价结果的影响。该文选取十堰市勋阳区茶店镇重点集镇作为研究区,选用栅格单元和斜坡单元作为评价单元。综合地质环境条件和地质灾害影响因素,选取高差、坡度、曲率、斜坡结构、距断层距离、工程地质岩组、距水系距离和植被覆盖度8个评价因子,采用层次分析法确定因子权重,基于ArcGIS将分级量化的指标加权叠加进行地质灾害易发性评价,最后通过受试者工作特征(ROC)曲线对易发性评价结果进行精度检验。结果表明:基于斜坡单元的重点集镇地质灾害评价结果的精度为88.4%,栅格单元为78.5%,采用斜坡单元划分的易发性评价结果更加准确和合理,有利于提高易发性评价精度。

分布式降雨径流物理模型的建立和应用

根据流域降雨径流的主要过程,考虑流域气象及下垫面要素的空间异质性,建立了具有物理基础的分布式降雨径流模型。模型将流域离散为栅格计算单元,并按水流特性分栅格单元为坡面单元和河网单元。在坡面单元上主要计算降雨、下渗、坡面流、壤中流等水文过程,而河网单元则主要计算河道汇流过程。模型利用空间权重插值方法将雨量站点的降雨量插值到各个计算单元,采用运动波方程来计算坡面流,将壤中流概化为垂向流和侧向流,分别用Green-Ampt公式和运动波方程来模拟,河道汇流也采用运动波方程。模型结构简单、参数的物理意义明确,大多数参数可利用DEM、土壤类型图、植被类型图直接获取,少数敏感参数通过率定确定。模型在浙江省甬江上游黄土岭流域和皎口流域进行了应用和检验,其结果令人满意。

中国干旱地区啮齿动物物种分布的区域分异

搜集整理我国干旱地区啮齿动物地理分布数据 ,通过生境分析 ,确定啮齿动物分布区。基于GIS技术 ,以面积约为 6 470km2 的 76 6个栅格收集我国干旱地区啮齿动物的二元分布数据 ,采用多元分析的分层聚类方法 ,依据欧氏距离平方值 ,将地理分布单元划分为若干个组。结果表明 ,当欧氏距离平方值分别为 11 379、17 0 6 8、 2 2 75 8和 2 8 44 7时 ,76 6个地理分布单元依次可分为 30、 9、 5和 3个组。分布单元组的物种组成比较和生态型分析表明 :①在我国干旱地区的海拔较低地带 ,景观自东向西由草原、荒漠草原过渡到荒漠 ,地理分布单元组亦呈现相应的分布格局 ,喜湿的物种逐渐减少 ,耐旱的种类增加 ;②青藏高原、帕米尔高原寒漠与蒙新温性和暖温性荒漠啮齿动物物种数和组成相近 ,物种多样性低 ;③阿尔泰山地及南麓平原啮齿动物组成较为特殊 ,寒湿啮齿动物成份最高 ;④东祁连山地及其北麓以及伊犁谷地、额敏谷地、伊犁天山、准噶尔界山及东麓山前平原的啮齿动物成份较为复杂 ,物种多样性较高。我国干旱地区东部啮齿动物的物种密度和多样性高于西部 ,但在东部草原和西部荒漠之间的过渡区物种密度较高 ,表现出物种生态地理分布的边缘效应 。

土地利用总体规划生态环境影响空间评价——以重庆市南川区为例

土地利用总体规划通过土地结构和用地布局对生态环境产生深远的影响,开展其生态环境影响评价对进行科学合理的土地利用决策和保护区域生态环境具有重要的理论和实践意义。以格网为评价单元,结合生态系统服务价值法,通过GIS的空间分析功能,定量评价南川区土地利用总体规划的生态环境影响。评价结果表明:(1)规划方案有效地增加了生态用地的面积,其生态服务价值增加了7 779.36万元,提高了7.69%;(2)规划目标年生态环境状况变化幅度R为正的地区占全区面积的92.32%,只有2.65%的地区生态环境状况明显变差;(3)规划目标年的生态环境整体状况将会得到明显改善,从生态环境保护角度证明了规划方案的科学性和可行性。

分布式水文模型构建及在黄河区间流域的应用

选择位于黄河支流洛河中游的长水—宜阳区间流域作为研究对象,基于数字高程模型,计算栅格水流方向、集水面积和栅格演算次序,为产汇流计算打下基础。把1个栅格单元作为1个小子流域,基于栅格采用新安江模型进行产流计算,采用Muskingum-Cunge算法进行河道洪水演算。结果表明,基于DEM的分布式水文模型在洪峰误差控制和过程拟合等方面表现较好,洪水模拟具有较高的精度。