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《南京师范大学》 2011年
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基于DEM的陕北黄土高原流域剖面谱研究

张维  
【摘要】:流域是黄土高原地区最基本的自然地理单元。研究黄土高原流域地貌形态规律,不仅能直观反映黄土高原地貌形态特征,更对黄土流域土壤侵蚀与水土保持研究、流域地貌演化研究有着重要的意义。利用区域特定的地形剖面可有效反映区域地形特征,前人利用流域边界剖面线构成的流域边界剖面谱开展地貌研究,该思路考虑了流域地形特征和结构完整性,突破了以往一直使用微观地形因子反映宏观地貌的思维,为数字地貌研究提出了—种新思路。 陕北黄土高原存在着流域边界线、沟沿线和沟谷线三类主要的特征线,分别代表着沟间地地貌、沟间地-沟坡地分界、沟底地地貌,三条线的形态特征和相互关系反映着流域的地形特征、土壤侵蚀特征和发育特征。本文基于前人研究,对流域边界剖面谱做了进一步的扩展和补充,提出了由流域边界线、沟沿线和沟谷线三条特征线要素有机组合构成的流域剖面谱,利用流域剖面谱开展陕北黄十高原流域地形地貌研究。主要包括以下几点: (1)本文对流域剖面谱进行了定义,实现了基于DEM自动提取流域边界线、沟沿线、沟谷线,提出了基于特征点控制分段投影的方法实现流域剖面线的统一。 (2)基于流域剖面线的形态特征和相互关系,分别从地形复杂度特征、地貌发育特征两个角度构建了流域剖面谱量化指标,并设计了基于DEM的指标计算提取方法。地形复杂度特征指标包括流域剖面线起伏频率、流域剖而线起伏频度、流域剖面线平均坡度、沟沿线密度;地貌发育特征指标包括沟沿线-流域边界线平面逼近度、沟沿线-流域边界线高程逼近度、沟沿线起始点侵蚀率、主沟谷纵比降、正负地形高程比率。 (3)以九期模拟黄土小流域为时间序列研究样区,以均匀分布于陕北黄土高原的48个地貌类型样区为空间序列研究样区,两类样区的DEM数据分别为1:20DEM和1:10,000DEM,分别计算了不同样区的流域剖面谱量化指标,并对流域剖面谱的时间序列特征和空间序列特征进行了分析。结果表明,地形复杂度特征指标能有效反映地形起伏特征、地形坡面特征和地形破碎情况,地貌发育特征指标从不同的侧面刻画了土壤侵蚀和流域发育特征。与九期模拟小流域的侵蚀和演化规律相比,不同地貌类型样区流域侵蚀和地貌演化规律更为复杂,受到的影响因素更多样,流域剖面谱的空间序列特征更为复杂多变。 流域剖面谱是流域边界剖面谱的扩展和补充,弥补了流域边界剖面谱只能反映流域正地形形态特征的有限性,不仅能反映黄土高原宏观地貌,还能有效刻画流域内部地形特征,其结果有助于深化对陕北匕黄土高原流域现代仗蚀规律和地貌发育特征的认识,对相关研究有一定的借鉴意义。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S157

【参考文献】
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