基于GIS的呼和浩特市地形因子与闪电活动关系分析

文章基于呼和浩特地区的闪电数据与遥感高程数据，运用GIS空间分析法、相关性分析等方法，研究闪电活动特征并探究闪电与地形因素(海拔、坡度、坡度变率、地形起伏度、地形切割深度、经纬度)的关系，进而得出闪电与地形因子之间的相关规律：呼和浩特地区闪电与地形因素有一定的相关性，为进一步开展区域性防雷减灾、雷电风险区划提供理论基础。     

河西荒漠绿洲区农村居民点空间分布特征及影响因素分析

为科学规划和合理布局河西荒漠绿洲区的农村居民点建设,以石羊河流域DOM和土地利用数据为基础,基于ArcGIS的空间分析功能,将石羊河流域的农村居民点数据与高程、坡度、道路和河流等数据相叠加,采用最近邻距离法分析石羊河流域农村居民点的空间分布情况和集聚状况.结果表明:海拔1000～3000 m之间、坡度小于15°的范围内以及距离河流10 km的范围内是石羊河流域农村居民点的主要分布区域,所占比例分别为98.3％、97.7％和81.6％;石羊河流域农村居民点空间分布的集聚特征非常明显,各县区集聚程度差异较大,R统计值在0.14～0.55之间变化;部分农村居民点分布在不适宜居住的区域,分别有0.2％和18.4％的农村居民点分布在坡度大于25°和距离河流10 km以外的地方,居民点整体规划和结构形态不尽合理.石羊河流域农村居民点占地面积大又分散,且分布格局受河流影响较大,不利于农村基础设施建设和村庄整体规划,亟需优化布局和合理配置来实现农村居民点整治和乡村振兴.     

基于NDVI像元二分模型的汶川县植被覆盖度估算

选取汶川县作为研究区,应用GIS与RS技术,基于LANDSAT8 OLI数据和DEM数据,基于NDVI的像元二分模型对汶川县的植被覆盖度进行估算,并结合DEM数据提取的高程、坡向、坡度地形因子,分析汶川县植被覆盖度与地形因子的关系,为汶川县植被恢复与生态建设提取数据依据。结果:(1)汶川县2017年平均植被覆盖度为73.1726%,整体植被覆盖状况较好。(2)平均植被覆盖随高程增加呈先增加后减少趋势,在1800m～2400m高程带平均植被覆盖度最高,为88.3162%。(3)平均植被覆盖度随坡度增加呈先增加后减少趋势,在25°～35°坡度带平均植被覆盖度最高,为75.3274%。(4)平均植被覆盖和坡向无明显的相关性,在东南面平均植被覆盖度最高,为75.1506%。     

武川县土地利用类型与地形因子的关系研究

以内蒙古呼和浩特市武川县为研究区,利用数学统计、外业调查与内业成图的方法,基于武川县2015年土地利用现状图和DEM数据,分析统计土地利用类型对于不同地形因子的分布情况。研究结果表明:(1)在坡度选择上,耕地和草地集中分布在0~5°,且随着时间变化面积在不断扩大。林地分布随着坡度增加分布范围也增大,且随着时间变化在0~15°范围内面积在不断增加,在15°~90°面积在不断减少,城镇、未利用地及水域在整个坡度范围内的变化比较平缓,均是随坡度的增加所占面积先增加后减少;(2)在坡向选择上,除水域、耕地和城镇在平坡分布占有明显优势以及林地在半阴坡占有明显优势外,其他土地类型在各坡度分布较为平均。地形因子对土地利用类型的分布影响为坡度大于坡向。     

基于DEM的陕南地区地形地貌研究

本文是基于陕南地区ASTER GDEM2的30m分辨率的DEM数据,在Arc GIS中提取多种窗口下的地形起伏度数据,采用均值变点法确定最佳邻域分析单元。对陕南地区的起伏度、坡度、坡向、海拔以及水土保持地形因子进行定性定量分析。该研究所提供的基础数据以期为该地区的农业生产、工业布局、规划建设以及环境保护提供理论依据。     

川中紫色丘区土壤养分空间分异与地形因子相关性研究

研究地形因子与土壤养分空间分异的相关关系对于养分管理和精准农业都具有一定指导意义。应用GIS技术结合地统计方法,研究川中紫色丘陵区土壤养分空间分异性,探讨坡位、坡度、坡向和坡形4个地形因子及其不同组合与土壤养分空间分布的相关性。结果表明：①研究区土壤养分均呈现中等变异;②土壤养分因子与高程、坡度、坡形呈负相关;与坡向、平面曲率和剖面曲率呈正相关;③4个地形因子中,坡位、坡度及坡向对土壤养分分布具有强烈影响。坡位－坡度组合下,土壤养分分异与在坡位和坡度单个因子作用下趋于一致,但差异不显著。坡位－坡向组合下,土壤养分分异主要与坡向相关。坡度-坡向组合下,土壤碱解氮和有机质随坡向变异明显,而速效磷和速效钾则随坡度变异明显;④Kriging插值显示,有机质在中部丘顶部位含量最低,随坡位下降含量呈环状升高;碱解氮主要分布于区域西北部;速效磷在空间分布上沿西北－东南方向呈现一条高含量带;而速效钾则主要分布于区域西南部,以中部三处丘顶含量最低,呈环状逐步向外增高。     

伊犁新垦区土地利用和地形对表层土壤养分变异性的影响

本文基于野外实测剖面数据,借助于数理统计方法探讨了采样点尺度上土地利用和地形因子（海拔、坡度和坡向）对伊犁新垦区表层土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量分布特征的影响。结果表明：①土地利用类型对表层土壤的有机质、全氮和全磷有显著性影响,而对全钾的影响不显著;②不同地形因子对表层土壤养分要素影响的显著性各异。4种养分含量与海拔呈极显著正相关,在500～600m梯度平均含量均最低,600～700m梯度波动范围均最大;有机质、全氮和全钾在高海拔梯度的平均含量高于低海拔的含量,全磷的平均含量随着海拔升高呈倒U型分布;③有机质和全氮与坡度呈显著正相关,3°以上的平均含量显著高于3°以下;在坡度〈1.82°时,4种养分含量的波动范围最大;④全磷与坡向呈显著负相关;阴坡的各种养分因子的平均含量不同程度的高于阳坡的含量;除全钾外,各种养分因子在阳坡的波动范围均大于阴坡的范围;⑤土地利用类型与地形条件的交互作用对表层土壤养分含量存在影响。在不同地形条件下,不同土地利用类型间的表层土壤养分含量高低情况存在差异,表现在较高海拔、较大坡度和阴坡上中覆被草地的有机质含量明显高于农田和低覆被草地,而在较低海拔、较小坡度和阳坡上则情况相反。     

基于GIS的贵州高原复杂地形下积温的精细空间分布

积温是研究作物生长发育对热量的要求和评价热量资源的一种指标。本文在前人研究的基础上,对原有的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对复杂地形下太阳总辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了以海拔高度、复杂地形下太阳总辐射为参数的复杂地形下积温的分布式模型,在模型中还考虑了散射辐射的各向异性及坡地反射辐射对复杂地形下太阳总辐射的影响。应用100m×100m分辨率的DEM数据及气象站常规观测气象资料,计算了贵州高原复杂地形下100m×100m分辨率的≥0℃、≥10℃、≥15℃积温。结果表明:①局地地形因子如坡度、坡向、地形遮蔽等对积温的影响显著,使得复杂地形下积温的精细空间分布具有明显的地域分布特征,纬向分布特征不明显。地形对复杂地形下积温的影响是不容忽视的;②同一纬度,由于地形差异,积温的空间分布明显不同。阳坡、海拔较低处的积温偏高,阴坡、海拔较高处的积温偏低;③在缺乏复杂地形下坡面考察资料的情况下,建立以常规气象站观测资料为主的物理经验统计模型是实现细网格热量资源计算的可行途径。     

风能资源评估中地表粗糙度的研究

利用内蒙东部草原接近1年4层风速廓线资料,采用最常用的两类方法（拟合对数风廓线法和Davenport土地类型系统划分法）,结合风能资源利用的特点,来估算该地区地表粗糙度长度。选取10分钟平均风速50m高度大于6m／s时刻的数据,因为50m高度平均风速6m／s以下的时,轮毂高度为80m的风机只能产生少量不稳定的风能。这样挑选数据能够有效地减少粗糙度长度评估中的离散范围。拟合对数风廓线,发现该地区地表粗糙度长度有明显月份和季节变化,夏秋植被茂盛期和冬春植被枯萎期粗糙度长度分别为0．138m和0．088m;细微的地形起伏也会对粗糙度的评估造成影响。两类方法估算的粗糙度长度大致相当,且估算的风能密度只相差2％左右。Davenport法对比较平坦的地形进行粗糙度评估,具有一定的应用参考价值。     

2001年至2010年昆马力克河流域积雪时空变化特性分析

为对水资源重要组成部分和极端水文事件频发诱因之一的积雪融水有较好的认识,本文基于2001年-2010年昆马力克河流域8d MODIS积雪合成数据,从整个区域、不同坡度、不同坡向和不同海拔高度对其积雪时空变化规律进行研究.结果表明:昆马力克河流域最大积雪覆盖面积出现在1月,最小积雪覆盖面积出现在8月,冬季积雪所占比例最大;从坡向看,四季中最大积雪覆盖率出现在冬季坡向为22.5～67.5°的东北坡,为77.9％,最小积雪覆盖率出现在夏季坡向为157.5～202.5°的南坡,为28.3％;从坡度看,四季中最大积雪覆盖率出现在坡度＞60°的区域,最大值出现在春季,为82.2％,最小积雪覆盖出现在坡度为0～10°区域,以夏季最小,为29.9％;从高程带看,最小积雪覆盖率出现在海拔高度小于2000m的区域,最大积雪覆盖率出现在海拔高度大于5000m的区域,在多年平均情况下,年平均积雪覆盖率随着海拔高度的增加呈现“慢-快-慢”的增大趋势.     

基于地形梯度的土地利用类型分布特征分析——以湖南省浏阳市为例

地形因素是影响土地利用空间布局的重要因素之一。以湖南省浏阳市为例,应用TM遥感影像数据及DEM数据,在ArcGIS空间分析模块支持下,采用高程梯度、坡地梯度和地形梯度三种方法对比研究,通过分析不同土地利用类型在三种地形梯度上的分布指数,揭示研究区域的土地利用类型分布的模式及其与地形因素之间的对应关系。结果表明:耕地、园地、其他农用地和建设用地主要分布在较低的地形梯度上,分布指数随着地形梯度的增大而减少,逐渐趋向于0,以上同种土地利用类型在三种地形梯度上的分布具有一定的相似性;林地主要分布在中高等级高程、较高坡度和较高等级地形位上,而未利用地分布区域却相反;对三种研究方法的比较表明,地形位综合了高程和坡度的信息,能更方便地反映土地利用类型随地形变化的分布趋势;而地形位指数则可以更有效地反映土地利用类型的分布特征。本研究可为区域土地利用布局研究提供一种可行的定量分析方法。     

三江并流区高山林线的遥感识别及其空间格局分析简

高山林线作为一条重要生态界限,是长时间气候变化和多因素综合作用的结果,一直以来备受关注。本研究借助遥感手段,选取垂直地带性最为显著的“三江并流区”,采用面向对象分类方法获得土地利用/土地覆被数据,得到林地空间分布图;基于DEM数据提取山顶点信息,采用距离分析方法,提取距离山顶点最近距离的林线点集,进一步通过目视确定林线点数据集,并系统分析林线分布与坡度、坡向、纬度、经度4个地理因子的关系。研究表明：①三江并流区的林线分布高度范围是3 521~4 650m;②林线主要分布在15°~35°的急坡和陡坡上,很少分布在<2°或>55°坡度上;最高林线分布在急陡坡上,坡度太低或太高都不适于林线的存在;林线分布明显表现为西坡高于东坡,北坡高于南坡的特征,林线海拔高程的最大值出现在西北方向,最小值出现在东南方向;③林线分布与经度之间不存在相关关系,但与纬度高度相关,林线高度表现出随纬度升高而不断上升的特征。三江并流区的林线高度受地势差异、水分、热量等条件的综合影响。     

1759—1949年天山北麓中部聚落空间演变及其影响因素

研究干旱区聚落的空间演变过程对探究历史时期干旱区的土地利用变化和人地关系具有重要意义。本文结合历史文献、现代地方志、遥感影像等数据,运用核密度分析、标准差椭圆等方法研究1759—1949年新疆天山北麓中部木垒—奇台—吉木萨尔地区聚落的演变规律及其影响因素。结果表明：①1759—1949年聚落主要分布在坡度10°以下,且海拔为500~800 m的潜水溢出带和海拔为1100~1400 m的低山丘陵地区。②1865年前聚落演变主要表现为数量增多,分布范围扩大;1870年后聚落演变主要表现为空间集聚,密度增加。③聚落分布格局是多种因素综合作用的结果,自然因素是限制聚落分布的根本因素,人文因素是影响聚落增长速度和发展方向的重要因素。研究天山北麓中部的聚落空间演变,能够揭示干旱区人类与自然环境的互动过程。     

基于Voronoi图的农村居民点空间分布特征及其整理潜力评价——以福建省德化县为例

通过Arc GIS空间分析技术和Voronoi图Cv值相结合的方法,研究福建省德化县农村居民点的空间分布特征。在此基础上,采用人均建设用地标准法测算德化县农村居民点整理后可能增加耕地的理论潜力,并从自然适宜性、生态安全性、经济可行性和社会可接受性4个方面,选取10项评价因子,构建德化县农村居民点整理潜力综合修正指标体系及模型,对其修正。最后采用自然断裂法将现实潜力划分为潜力优势区、潜力内敛区和潜力限制区,分析各区整理潜力的限制因素。结果表明:1德化县农村居民点Voronoi图的Cv值为160%,空间分布类型属于集群型。从乡镇尺度上看,国宝乡和汤头乡农村居民点空间分布类型属于随机型,其他乡镇均为集群型;2德化县各乡镇自然适宜性修正系数为0.030 7~0.130 9,生态安全性修正系数为0.018 8~0.106 6,经济可行性修正系数为0.017 0~0.205 2,社会可接受性修正系数为0.006 5~0.364 8,综合修正系数为0.255 4~0.604 0;3德化县农村居民点整理现实潜力为742.60hm2,占理论潜力值的49.95%,说明其整理过程中受各项限制性因素制约潜力释放能力较小;4从空间分布看,潜力优势区主要分布在德化县中部的盆地地区,潜力内敛区主要分布在离县城较近的德化县南部和西南部,潜力限制区主要分布在德化县北部山区乡镇和县城所在地浔中镇与龙浔镇。     

三峡库区紫色岩小流域土壤侵蚀强度动态监测

研究以草堂溪小流域1990年、2000年、2004年和2007年四期TM和CBERS影像为数据源,利用ArcGIS9.3软件,通过图层叠加、统计分析等,提取草堂溪小流域不同类型土壤侵蚀与高程、坡度、土地利用等相应数据,计算出土壤侵蚀综合指数。结果表明：五种侵蚀类型在研究期内相互转化,轻度侵蚀面积增加最多,达2.61km2,集中分布在草堂溪北部、西北部和东南部;研究区土壤侵蚀强度1990年-2000年明显增加,2000年-2007年逐渐下降,但高于1990年。土壤侵蚀变化的影响因素有自然因素和人文因素。高程和坡度对土壤侵蚀的影响并不是单一的正相关,在高程0～500m,坡度0～25°范围内土壤侵蚀强度变化随高程、坡度的增加而增加,一旦超过这个范围,侵蚀逐渐减少;旱地仍然是土壤侵蚀变化的主要影响因素,尤其是1990年,2004年土壤侵蚀综合指数最高,分别为10.365,7.348。移民、政策支持也影响着土壤侵蚀的变化。针对相对难于控制的自然因素,应根据各因素不同等级的侵蚀情况合理布局配置植被和土地利用类型;人为因素,则主要通过调整土地利用类型,制定合理的移民规划和政策支持,减少土壤侵蚀。     

基于RUSLE模型的南方丘陵山区土壤侵蚀研究

土壤侵蚀已成为世界范围内的生态环境问题,是水土保持的重要内容。本文基于GIS技术和RUSLE模型对南方丘陵山区4个主要省份——湖南、江西、浙江和福建的土壤侵蚀状况进行了定量研究,分析了土壤侵蚀空间分布特征以及与坡度、海拔间的关系。结果表明:研究区内年均土壤侵蚀量为2.46亿t/a,平均土壤侵蚀模数为421.81t/(km2?a);研究区水土保持状况良好,土壤侵蚀面积中,只有13.41%的面积存在着较高程度的侵蚀,局部区域表现为强烈侵蚀;空间上,湖南和江西的土壤侵蚀呈现块状分布,浙江和福建的土壤侵蚀则呈现出点状分布,湖南整体的水土保持状况不如其他3个省份;研究区内土壤侵蚀与坡度和海拔关系密切,微度侵蚀在各海拔和坡度等级下分布面积最大(均大于75%),强度以上的侵蚀分布面积很小(均小于1.5%),坡度15~25°和海拔200~500m的区域是研究区内土壤侵蚀最为强烈的区域。     

都市山区耕地资源演变的定量测度——以北京市门头沟区为例

利用北京市门头沟区2001年、2008年两期土地利用现状数据库,在GIS技术支持下,选取与耕地演化相关的坡度、距居民点的距离、距交通干线的距离等地理因子,分析了2001年-2008年间门头沟区耕地流出和流入的情况,并以村域数据为基础,度量耕地利用变化与农民人均分配收入变化的耦合关系。结果表明：0-2°是耕地流失最为集中的坡度区间,随着距居民点的距离增加,耕地流失率呈现持续下降的趋势,耕地的流出与流入均与交通道路的分布有密切的关系,新增耕地整体上向居民点的外围空间扩散,且整体质量状况不佳,随着耕作半径的扩大,很容易被弃耕。从村域耕地与人均分配收入的演变情况来看,耕地理性减少的村庄有87个,耕地非理性减少的村庄有36个,耕地非理性增加的村庄有14个,耕地理性增加的村庄有27个。最后,从耕地保护的制度、理念创新和土地整治等方面提出推动都市山区耕地资源可持续利用的策略。     

基于地形复杂度的建设用地适宜性评价——以甘肃省天水市为例

地形条件是评价城乡建设用地必需考虑的主要因素。以甘肃省天水市为例,应用ArcGIS和DEM模型分析海拔高度、坡度和地表破碎度3个地形因子综合的地形复杂度。结果表明:地表破碎度代表了地形变化上的一维独立属性,3个地形因子综合的地形复杂度比海拔高度和坡度2个因子组合的地形复杂度更好地反映地形起伏变化的信息。以乡镇为单元进行建设用地适宜性的评价,天水市非常适宜、较为适宜、适宜、临界适宜和不适宜5级土地的比重分别为9.7%、24.6%、19.3%、21.9%和24.5%。以村级尺度来评价,丘陵山区地形变化大致归为6种基本类型:塬峁型、上偏型、正态型、下偏型、河谷盆地形和复杂变化型。非常适宜、较为适宜的建设用地多分布在下偏型、河谷盆地形,结果与人类长期以来实际选择的建设用地高度一致。在地形复杂的天水市,实行"组团发展"有利于城市空间的扩张。     

平谷区农村居民点用地的时空特征及优化布局研究

农村居民点的优化布局必须在分析现状的基础上,按照农村产业发展规划目标,针对不同类型进行分类调控,科学评价农村居民点的综合发展潜力是村庄量化分类的基础,也是协调推进村庄整治的关键所在.本文以北京市平谷区为例,利用2004年、2009年土地利用现状数据库,研究了平谷区2009年农村居民点空间分布特征及2004年-2009年间居民点用地的变化情况.结合山区和平原区的不同发展条件,分别制定山区和平原区农村居民点的综合发展潜力评价指标体系,运用GIS的地理空间分析功能,对评价要素的空间叠加、计算,评价村庄的综合发展潜力.并将评价结果与城镇发展规划相结合,针对农村居民点用地的区位条件,提出居民点用地调控的类型及区域产业发展布局的方向.研究结果体现了土地利用的现状及适宜性,对推进农村居民点整理具有一定的指导意义.     

澜沧江流域土壤侵蚀的空间分布特征

土壤侵蚀已成为全球范围内主要的环境和农业问题之一。本文基于GIS技术和RUSLE模型,对澜沧江流域的土壤侵蚀状况及其空间分布特征进行了计算分析。结果表明,流域内年土壤侵蚀量为11.27亿t/a,平均土壤侵蚀模数为68.63t/hm2,属强烈侵蚀。流域内土壤侵蚀与坡度和海拔关系密切,坡度每上升一个等级,土壤侵蚀模数平均增加33.34t/hm2;而海拔平均每升高1000m,土壤侵蚀程度则加重2.3倍。流域内60.86%面积的区域存在着不同程度的侵蚀,其特征表现为局部区域内的剧烈土壤侵蚀,主要分布于中上游海拔在3000m以上,坡度为15~35°的区域内,是土壤侵蚀以及泥石流等地质灾害防治的重点区域。