[發明專利]一種基于地形分析的黃土地區塬梁峁自動識別方法

有效

• 申請號: 201310566694.0
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103745191B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 汪承義;金曉斌;周寅康;岳安志;陳靜波
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于交叉領域，即屬于計算機數字圖像處理與模式識別技術領域，也屬于自然地理領域，主要涉及基于數字高程模型的特征提取、基于黃土地貌知識的專家系統和知識推理技術，具體涉及一種基于地形分析的黃土高原塬梁峁自動識別方法。?

背景技術

黃土地貌是第四紀時期形成的土狀堆積物，分布很廣，從全球范圍看，主要分布在中緯度干燥或半干燥的大陸性氣候環境內。我國黃土集中分布在北起長城，南界秦嶺，西從青海湖，東到太行山的范圍內，地理上稱為黃土高原。黃土地貌特征是溝谷眾多、地面破碎；侵蝕方式獨特、過程迅速；溝道流域內有多級地形面。類型主要有黃土溝間地、黃土溝谷和獨特的黃土潛蝕地貌。我國黃土集中分布在北緯34～40°，東經102～114°之間，即北起長城，南界秦嶺，西從青海湖，東到太行山面積約達30萬平方公里的范圍內，地理上稱為黃土高原。本區除了一些基巖裸露的山地外，黃土基本上構成連續的蓋層，厚度達100～200m，形成非常特殊的地貌。黃土溝間地，又稱黃土谷間地，包括黃土塬、梁、峁、坪地等。黃土塬、梁、峁是黃土地貌的主要類型，它們是當地群眾對桌狀黃土高地、梁狀和圓丘狀黃土丘陵的俗稱，黃秉維于1953年首先將其引入地理學文獻，羅來興于1956年給予科學定義。黃土塬為頂面平坦寬闊的黃土高地，又稱黃土平臺。其頂面平坦，邊緣傾斜3°～5°，周圍為溝谷深切，它代表黃土的最高堆積面。黃土梁為長條狀的黃土丘陵。梁頂傾斜3°～5°至8°～10°者為斜梁。梁頂平坦者為平梁。丘與鞍狀交替分布的梁稱為峁梁。黃土峁為溝谷分割的穹狀或饅頭狀黃土丘。峁頂的面積不大，以3°～?10°向四周傾斜，并逐漸過渡為坡度15°～35°的峁坡。若干個峁大體排列在一條線上的為連續峁，單個的叫孤立峁。連續峁大多是河溝流域的分水嶺，由黃土梁侵蝕演變而成；孤立峁或者是黃土堆積過程中侵蝕形成，或者是受黃土下伏基巖面形態控制生成。?

黃土高原的土壤侵蝕問題舉世矚目，它不僅使本區生態環境受到嚴重威脅，而且來自黃河中游的粗泥沙一直威脅著下游廣大平原地區的安全，一直是中華民族的心腹之患(梁廣林，陳浩，2004)。因此，研究黃土高原地貌及其演變具有重大的意義。塬、梁、峁是黃土地區的主要類型，及時監測它們的分布與演化可以很好了解該地區地貌演化和生態環境狀況，為制定地區可持續發展提供依據，同時可以依據目前塬、梁、峁分布情況實現有針對性地對當地環境進行治理。?

20世紀50年代以后，黃土地貌研究進入蓬勃發展階段。1953年黃秉維首次編制成1：400萬黃河中游土壤侵蝕分區圖，并發表相應的論文，奠定了黃土地貌研究的基礎：1953～1958年，羅來興等進行了黃土地貌分類和溝道流域侵蝕地貌制圖工作，把黃土地貌研究與黃土區土壤侵蝕與水土保持工作緊密相聯。1950年代中期到80年代中期，劉東生等不僅在黃土地層學研究中作出了貢獻，為確定黃土地貌發育年齡打下了堅實基礎，而且在黃土地貌發育的歷史過程、黃土性質與現代侵蝕的關系、黃土地貌類型區域分布與黃土下伏原始地面起伏的關系等方面，都做了卓有成效的工作，代表性著作有《黃河中游黃土》(1964)、《(黃土與環境》(1985)。對于黃土高原地貌提取方面，國內外學者在此方面也進行了大量研究，陳燕，齊清文等(陳燕，齊清文等，2005)以黃土高原的遙感圖像為基本信息源，利用數學形態學方法提取黃土高原地貌單元，提取面積、周長、形狀指數等特征。其分為黃土塬、黃土梁和黃土峁。對黃土高原地貌單元分類進行定量化方面的探討和研究，取得了較理想的結果。張微微，武偉等(張微微，武偉等，2007)分析了不同比例尺DEM數據在提取坡度、坡向等地形信?息的比較。為合理選擇DEM數據源提供了參考。陳永剛，湯國安等(陳永剛，湯國安等，2012)分析DEM數據，并以Logistic回歸模型提取黃土高原正、負地形。岳健，穆桂金等(岳健，穆桂金等，2013)從黃土地貌區的位置、色調與色彩、大小、形狀、陰影、水系和紋理、植被和土壤、相關體、相關資料和野外經驗等方面總結了7項關于新疆黃土地貌的遙感判讀依據，并歸納了新疆黃土地貌與風沙、干燥、流水、冰緣、雅丹等地貌類型之間以及與部分特殊情況之間的一些鑒別特征。采用地貌、遙感影像、植被、土壤及土地利用圖綜合實現黃土地貌的判讀解譯。?