Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 新疆数字地貌空间格局及其应用研究 | |
| 其他题名 | The Spatial Distribution Pattern and Application of Digital Geomorphology in Xinjiang |
| 柴慧霞 | |
| 出版年 | 2011 |
| 学位类型 | 博士 |
| 导师 | 周成虎 ; 陈曦 |
| 学位授予单位 | 中国科学院大学 |
| 中文摘要 | 地貌类型空间分布特征与地貌区划是地貌学研究的重要内容。地貌格局可表达不同地貌类型在空间上的分布特征及其组合配置等信息，在一定程度上可反映地貌的成因机制、演化过程等；内外营力共同作用形成的各种地貌类型在形态、成因、物质组成等方面造就了不同的地貌空间格局，这种地貌格局所显示的系统规律是对一定构造应力场控制下各种形式的地壳运动的综合反映。地貌区划是根据地貌形态、成因及发育的相似性和差异性等特征，将地貌类型进行组合成为地貌区，每一个地貌区都具有地域性特征；地貌区划研究，依赖于地表形态以及地形形成过程的地貌分析，还依赖于这种分析结果在地貌类型图上的表现。作为地貌学研究的重要内容，应用新的数据源来充分阐明各区域的地貌类型和特征，利用新的技术手段提高地貌分区的精度和可靠性，以及地貌类型在各区内的组合规律，具有一定的科学意义和区域可持续发展和经济建设价值。因此，研究新疆数字地貌特征、空间分布格局并提出地貌区划方案，有利于深入了解各种地貌类型的空间组合特征、正确认识地貌形成演化机制和因地制宜的利用和改造地貌，进而分析地貌与生态环境保护、国土资源开发利用的关系，为对国民经济建设、环境保护、生态保育与重建，以及国防建设等提供必要的区域地貌信息和科学依据。\n本文借鉴前人的研究成果，利用数理统计与空间分析方法多层次、多角度分析新疆地貌的空间分布格局，研究不同地貌形态、次级形态、成因和次级成因之间的组合特征及相互关系，并在此基础上提出地貌数字化区划方法，探讨新疆地貌类型的的形成演化机制，并分析了数字地貌数据在其它各研究领域的应用情况。本文研究重点在于新疆地貌特征、空间分布格局以及地貌区划等几方面：（a）以数理统计、GIS空间分析方法，参考景观指数方法进行分析新疆数字地貌的空间分布格局。此外，依据图形学的特征分析不同地貌类型在空间分布中表现出来的几何图形、图案特征。（b）地貌区划方法主要是基于多源遥感影像综合解译的地貌类型并进行综合制图的基础上，利用地理格网方法对新疆地貌类型进行定量分析，通过自下而上的合并与自上而下的剖分相结合的方式，提出新疆地貌数字化区划方案并制图。通过数字化和定量化研究，本文得到结论如下：\n（1）新疆地貌整体呈山盆格局，平原（盆地）地貌相对于山地地貌约占新疆总面积的1/3左右。山地地貌面积为102.251×104km2，包括丘陵、小起伏山地、中起伏山地、大起伏山地和极大起伏山地；平原（盆地）地貌为61.781×104km2，包括平原和台地地貌。若按照平原、山地、沙漠和戈壁来划分，则各自占总面积比例分别是平原23.42%，山地38.59%，沙漠26.27%，戈壁11.72%。\n（2）新疆地貌的垂直自然带分异规律显著;海拔高度落差较大，高达8000m以上。按照海拔高度，中海拔地貌占绝对优势，面积为81.391×104km2，约占全疆总面积的50%；极高海拔地貌分布较少，面积只有13.404×104km2；按照地势起伏分析，新疆丘陵面积为55.298×104km2，面积最大，主要分布在两大沙漠中，以沙丘形式分布。\n（3）在众多外营力中，流水、风成和干燥作用占主导地位，各占总面积比例分别是27.117%、26.267%和26.034%。其次是冰缘地貌和冰川地貌。黄土地貌、湖成地貌、喀斯特地貌和火山熔岩地貌分布范围最少。山地以冰缘地貌、冰川地貌和流水地貌为主，盆地以风成地貌、干燥地貌为主，山盆过渡带则以干燥作用、流水作用、风成作用以及黄土覆盖等外营力间或交错影响。湖成地貌在山区和盆地区都有零星分布，喀斯特地貌和火山熔岩地貌只分布在昆仑山东部地区。\n（4）新疆地貌的空间分布特征归纳两大特征：水平圈层环形特征和垂直地带性特征。水平环形特征包括山前环形平原带，主要是冲积洪积扇带；剥蚀起伏平原带，主要是干燥剥蚀作用的地貌区；山间盆地与河谷带。垂直地带性特征，从山顶到山脚依次为：积雪冰川作用地貌带-多年冻土冰缘作用地貌带-流水作用地貌带-干燥作用地貌带（黄土作用地貌带）。\n（5）新疆在内、外营力的共同作用与影响下，形成具有多级层状夷平面特征、多种水系空间组合特征以及走滑挠曲盆地和挤压造山带为主的山盆耦合特征。盆地地貌平面环带状展布特征显著，山地地貌垂直阶梯状地带性分布规律明显。\n（6）地貌各成因类型的形成演化受外界自然环境控制。冰川类型与山文条件关系密切，而且受气候、山形条件限制，各区域冰雪覆盖范围和冰川规模的大小存在很大差异。风成地貌的空间格局及沙丘动态特征受区域地形条件、气候条件、水文条件、植被覆盖度等自然环境因素影响和制约，有些沙丘类型仅分布在特定区域。流水地貌分布与山地水文网特征有关，受山文构造特征控制；海拔、地势起伏、山结山峰、山间盆地（谷地）、河流流向等影响流水地貌的空间分布及其形成演化。干燥地貌主要受气候条件影响，降雨分布在一定程度上决定干燥地貌的空间分布与形成演化。\n（7）遵循区划等级体系与区域完整性原则，数字化地貌区划的分区和区划等级合理，与现有地貌区划相比，该区划方案比原有地貌区划方案更具有系统性和完整性。\n（8）多源数字资料（如高分辨率遥感影像、SRTM-DEM数据）不仅数据质量高，而且可覆盖人类活动不能达到的区域，确保了区划结果的客观性，奠定了区划结果的科学基础。\n（9）遥感和GIS现代技术手段与方法，可精确定位各级区划单元界线，生成区划图。以往研究中的区划边界多是手绘的，本研究以地理信息系统软件ArcGIS为操作平台，对地貌数据进行分析提取，能从定量、定性的角度上精确定位区划界线，从而为地貌区划界线的精确定及区划图制图提供了有力保障。\n总体上，与前人的研究成果相比较，本论文对新疆数字地貌的空间分布格局及其应用作了全面深入的研究，在以下几方面有一定的创新：（1）利用最新数字地貌数据，定量化分析了新疆数字地貌空间分布格局，开展了地貌区划、生态功能区划、土壤分布地貌基础推理等研究，拓展了区域地貌格局和过程的理论研究内容；（2）发展了数理统计、空间叠加、图形分析等相结合的数字地貌综合分析方法，提出了数字化的新疆地貌区划方法，为区域地貌研究提供了技术和方法支持；（3）全面系统地分析了新疆数字地貌的空间分异规律，深入剖析了新疆的圈层地貌结构，揭示了新疆内外营力共同塑造的地貌分布及演化过程；（4）开展了对区域土壤空间分布推理、生态功能区划等地貌基础研究试验，为区域生态与环境变化的地貌基础应用提供了分析模式。\n虽然本项研究从理论、技术方法、应用等方面都具有重要的意义，为今后地貌格局与过程的理论与应用研究提供了范例。但是，本文在以下三个方面还存在着一些问题需要进一步探讨、研究：\n（1）部分地貌类型的面积统计可能存在一定的差异。本文中的地貌数据是利用多源数据综合解译完成的，虽然制定了一系列定量、定性指标，但是某些地貌类型边界和属性判断还要借助于专家知识，存在一定的模糊性，需要实地勘测调查来修订，所以现有的定量化结果，难免会与实际情况存在一定的差异。\n（2）量化地貌类型信息存在一定困难，多数知识和规则目前还不能使计算机认可，故专家知识和智能化分析仍是目前常见的方法，如何完善不同地貌特征的量化指标，实现计算机对地貌类型和区划的完全自动提取还有很多研究工作。\n（3）地貌区划和地貌类型的关系以及计算机自动综合仍然是综合自然地理的研究热点之一，本次研究采用数字地貌的分层分级数据，但在具体区划时，类型数据和分区之间存在很多矛盾需要利用专家知识进行综合，如何利用专家知识进行格网自动计算是一个非常困难的研究内容。\n（4）由于新疆地貌的独特性，本区划方案中的地貌小区分布不很均匀，特别是新疆南部地区，地貌小区范围要比北部大，使得地貌区划的图面效果不是很好，还有待于进一步完善和优化。\n（5）地貌的形成、发育可以看作为地质营力、时间、原始地形、物质组成、外营力、气候变化等因素的函数。新疆现代地貌格局是在地质、构造、断裂等因素控制大地貌基底的基础上，经历了多个构造运动阶段，多种外力因素共同塑造的形成的。地貌形成演化过程可以利用多因素组成的函数模型进行模拟，但以目前的知识和技术建立这个函数模型还存在一定困难。 |
| 英文摘要 | The identification of geomorphologic types and regionalization are the major contents of geomorphologic research. Geomorphology is one of the most predominant factors determining the features of the earth surface. It directly influences and even determines the spatial distribution and transformation of hydrology, climate, soil and other ecological and environmental factors. |
| 中文关键词 | 新疆 ; 数字地貌 ; 空间格局 ; 地貌区划 |
| 英文关键词 | Digital Geomorphology Spatial Pattern Geomorphologic Regionalization Xinjiang |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 来源学科分类 | 地图学与地理信息系统 |
| 来源机构 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/287009 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 柴慧霞. 新疆数字地貌空间格局及其应用研究[D]. 中国科学院大学,2011. |
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