山地学报

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陈涛, 智海, 边多

2019, 37(01): 1-8. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000393

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再分析资料评估对观测资料稀少的青藏高原具有重要意义,是开展青藏高原相关研究的基础。本文分析了2012—2016年观测与ERA-Interim再分析地表温度资料在青藏高原的时空分布差异,同时讨论了产生差异的可能原因。结果表明,两种资料变化趋势基本一致,极值出现月份相同,相关性的空间分布表现为北高南低。ERA-Interim再分析资料对地表温度存在低估,年平均值比观测资料低8.86℃,其中春季绝对误差最大。年平均绝对误差呈北低南高的空间分布形态,且绝对误差极值中心的强度及范围具有明显的季节变化。ERA-Interim与观测地表温度之间的偏差随气象站海拔高度的变化是非单调的,分析认为气象站与所在格点的海拔差是导致偏差出现南北差异的原因之一,而春季青藏高原南部的偏差异常可能与积雪有关。ERA-Interim再分析地表温度资料在青藏高原北部具有较好的适用性,南部受地形影响适用性相对较差。

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震区植被恢复初期土壤理化性质与土壤呼吸间的关系

崔羽, 严思维, 吴建召, 林勇明, 王道杰

2019, 37(01): 9-20. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000394

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为了解地震灾区不同恢复方式下土壤理化性质和土壤呼吸间的关系,选取2种典型气候区(干旱河谷气候区与亚热带季风气候区)为研究区,设置人工恢复、未受损、自然恢复3种恢复方式的固定样地,定期测定土壤呼吸与土壤理化性质(有机碳、全氮、全磷、速效氮、有效磷、容重、孔隙度、电导率和pH值),并分析各因子间的相关关系。结果表明:气候类型显著影响土壤全氮、容重、孔隙度、电导率以及土壤呼吸,表现为干旱河谷气候区显著优于亚热带季风气候区;恢复方式显著影响土壤呼吸速率、有机碳、全氮、全磷、速效氮、有效磷含量、C:P、N:P、容重、孔隙度和电导率,基本表现为未受损样地优于人工恢复样地优于自然恢复样地;二者交互作用显著影响土壤呼吸、土壤物理性质和除全磷、有效磷外主要土壤养分的流失。两种气候区土壤呼吸的影响因子不同,干旱河谷气候区主要为土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、pH值、容重和孔隙度,亚热带季风气候区主要为土壤有机质、全氮、速效氮、容重和孔隙度。本研究为评价和优化西南地区灾后恢复治理措施提供一定科学依据,对其生态安全维护和生态屏障建设提供帮助。

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不同苔藓斑块对亚高山针叶林土壤呼吸和有机碳累积的影响

张军, 刘婷, 李安迪, 孙守琴

2019, 37(01): 21-29. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000395

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苔藓植物作为森林生态系统最常见的地被植物之一,对生态过程起着重要调控作用。为探明不同苔藓植物对亚高山生态系统碳循环过程的影响,本文以封闭式动态气室法,对川西贡嘎山东坡峨眉冷杉生态系统赤茎藓(Pleuroziu schreberi)和星塔藓(Hylocomiastrum pyrenaicum)两种苔藓斑块土壤以及裸地斑块土壤CO_2排放速率进行了定位观测,同时探讨了不同苔藓斑块对土壤有机碳累积的影响及潜在途径。结果显示:(1)苔藓植物显著改变了亚高山针叶林土壤CO_2排放速率及其季节变化特征,但不同苔藓植物的影响程度具有差异:赤茎藓和星塔藓作用下土壤CO_2排放速率分别增加了28.5%和46.8%,星塔藓与赤茎藓相比其对土壤CO_2排放的促进作用更显著;(2)苔藓斑块对土壤有机碳(SOC)和溶解性有机碳(DOC)的影响具有物种特异性,两种苔藓中,赤茎藓能够显著促进SOC和DOC累积,但星塔藓的影响不显著。该结果反映了亚高山生态系统不同苔藓物种在促进生态系统碳循环方面的生态功能的差异,由此,在开展亚高山生态系统碳循环以及土壤有机碳储量研究时,应充分考虑苔藓物种对土壤碳过程/碳平衡的作用机制和生态功能差别。

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北川震后滑坡体表层土壤颗粒组成及团聚体空间变化特征

麦积山, 郑江坤, 赵廷宁, 史常青, 王文武

2019, 37(01): 30-40. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000396

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滑坡作为西南地区常见的地质灾害,对坡面土壤结构和植被扰动极大。本文以北川擂鼓镇凤凰山震后滑坡体表层土壤为研究对象,选取滑坡区(Ⅰ)、过渡区(Ⅱ)和未破坏区(Ⅲ) 3个样地,结合网格取样和室内分析,运用地统计学和经典统计学方法对其颗粒组成和土壤团聚体特征进行分析。结果表明:(1) 3样地的土壤颗粒组成均以砂粒为主,显著大于黏粒和粉粒。土壤颗粒组成分形维数与砂粒含量呈极显著性负相关,与黏粒和粉粒含量均呈极显著性正相关。(2)Ⅰ样地中>5 mm的风干性团聚体含量最低,Ⅲ最高。3样地的土壤水稳性团聚体均以>2 mm的粒径为主,总体上呈现出团聚体数量随粒径的减小而减小的趋势。风干和水稳性土壤团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值均表现为Ⅰ样地<Ⅱ样地<Ⅲ样地,风干性团聚体分形维数表现为Ⅰ样地≈Ⅱ样地>Ⅲ样地,水稳性团聚体分形维数表现为Ⅰ样地>Ⅱ样地>Ⅲ样地。(3)风干和水稳性团聚体稳定性参数和土壤颗粒组成的半方差函数理论模型拟合程度均较好。除水稳性土壤团聚体MWD表现为中等强度空间自相关外,其他团聚体稳定性参数均表现为强烈空间自相关性;黏粒表现为中等空间自相关性,粉粒和砂粒表现为强烈的空间自相关。(4)风干和水稳性土壤团聚体MWD和GMD值从Ⅰ样地至Ⅲ样地大致呈逐渐增加趋势,而土壤团聚体分形维数则呈相反分布规律;土壤颗粒组成从Ⅰ样地至Ⅲ样地呈砂粒含量逐渐减少而黏粒含量逐渐增加的规律。综上,滑坡体表层黏粒土壤大量流失后,表层土壤沙砾化,土壤团聚体的稳定性降低,表现出较强的结构性空间自相关。

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山地地形对鼓浪屿历史文化街区风荷载作用效应研究

任兰红, 曾坚, 曾穗平

2019, 37(01): 41-52. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000397

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山地环境中的街区风荷载与平地条件下有明显不同。鼓浪屿历史文化街区处于台风易发地区,对其开展山地环境下风载作用效应的研究对科学保护历史建筑非常必要。本文以鼓浪屿历史文化街区为研究对象,运用ANSYS Fluent进行数值分析山地地形对鼓浪屿风场与风荷载体型系数的影响并提出对该地区已有建筑防风保护与建筑选址的建议。表明:(1)鼓浪屿的高风速、极值加速比、极值负压和极值风荷载体型系数均集中分布在成十字相交的两轴线的各山顶,两轴线是核心线性防风区域,龙头山、鸡母山和笔架山山顶为防风重点。(2)龙头山山顶近地面处加速比最大,对应产生极值风荷载体型系数。(3)两轴线的横风向加速比均大于顺风向,山顶加速效应大于峡谷侧风面大于峡谷底处。(4)山顶处数值模拟得到的风荷载体型系数与规范值差距不大,峡谷处由规范得出的修正系数较数值模拟值偏小。(5)海拔较低的迎风面和背风面山脚风速低,适合建筑选址。龙头山、鸡母山和笔架山山顶区为高风速频发且极值负压产生的区域,是加强建筑检修与维护、提高防风性能的重点,不宜作为建设选址。

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龙潭喀斯特槽谷倾坡土壤水分变异性研究

游贤慧, 杨琰, 徐刚, 邹晓岗, 曾朱周

2019, 37(01): 53-61. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000398

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保水保土是石漠化治理的关键,掌握石漠化区土壤水分的变化规律对石漠化治理有重要的作用。2017年6月—2018年11月在重庆酉阳县龙潭槽谷两侧顺、逆倾坡(典型石漠化治理区)选择4个土壤剖面分15 cm、30 cm土层深度埋设探头,开展高分辨率土壤水分和土壤温度的动态监测。结果表明:(1)季节尺度上,土壤水分与降雨量的关系较大,与土温的关系较小;顺倾坡土壤水分高于逆倾坡,且多雨季节比少雨季节明显;多雨季节,裸岩出露影响降雨的再分配:顺倾坡得到双重补给,即降雨补给、裸岩地表径流补给。(2)降雨间歇期,顺倾坡失水量较逆倾坡少,这主要与坡面坡度和土壤质地的差异有关。(3)降雨期间,降雨强度较小时,土壤水分随土层深度的增加而增加;但降雨强度较大时,顺倾坡土壤监测点出现表层土壤水分大于底层土壤水分的现象,这主要与强降雨引起坡面的超渗产流有关。(4)受龙潭槽谷顺、逆倾坡空间差异的影响,槽谷两侧裸岩出露率、土层厚度、土壤有机质等自然要素差别明显,进而对该区土壤水分的时空分布有重要影响,因此在石漠化治理过程中应采取不同的保水保土措施。

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库岸边坡倾角及水位变化对红土型库岸稳定性影响研究

张祖莲, 梁谏杰, 黄英, 邱观贵, 袁强

2019, 37(01): 62-69. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000399

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水库库岸失稳对水库安全运行有重大影响。采用土工试验和干湿循环试验,结合数值计算及理论分析,研究红土型库岸边坡倾角和库水位升降与库岸稳定性的关系。结果表明:(1)在一定初始干密度条件下,红土抗剪强度随水位升降循环次数增加而非线性减小,且在水位升降循环约10次时趋于稳定。(2)在一定水位升降速率、升降幅度和升降循环次数条件下,红土型库岸稳定安全系数随库岸边坡倾角的增加总体上呈减小的趋势,且在边坡倾角为50°左右存在稳定安全系数极小值。(3)在一定水位升降循环次数条件下,水位上升到坡高的60%左右为上升阶段的相对危险区域,且水位上升速率对库岸稳定安全系数影响很小;水位下降至坡高的70%左右为库水位下降阶段的相对危险区域,且水位下降速率越大,库岸稳定安全系数越小。(4)针对一定初始干密度,库岸稳定安全系数先随水位升降循环次数的增加而减小,但在水位升降循环次数约10次后逐渐趋于稳定。库岸岩土体性质及库岸边坡倾角、水位变化都会对库岸稳定产生影响。

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含水率对泥石流浆体力学特性影响实验研究

季宪军, 梁瑛, 潘华利, 欧国强

2019, 37(01): 70-77. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000400

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探讨含水率对泥石流浆体力学特性影响是泥石流运移过程研究的基础性内容。以成都龙泉区黏土为实验材料,配制11种不同含水率的泥浆,利用安东帕MCR301流变仪,对不同含水率泥浆开展两循环旋转剪切实验(每循环剪切过程分为增速剪切(0-30 s~(-1))和减速剪切(30-0 s~(-1))两阶段),分析含水率对泥浆剪切过程、剪应力变化过程、剪切应力峰值及灵敏度的影响。实验结果表明:①初剪应力峰值和复剪应力峰值与含水率呈幂律关系。②由于剪切过程的差异性导致含水率对泥浆的剪应力与剪切速率的影响也具有差异性:当含水率低于100%时,第一、第二循环各阶段剪切过程中剪切应力变化过程完全不重合,且初剪应力峰值和复剪应力峰值随含水率增大迅速降低,灵敏度随含水率的增加迅速减小到1;当含水率高于100%时,第一、第二循环各阶段剪应力变化过程基本一致,含水率对应力峰值和泥浆灵敏度的影响可以忽略不计。③影响成都黏土泥浆剪切过程、剪切应力变化、剪应力峰值和灵敏度的含水率阈值是100%。本文对成都区黏土泥浆开展了动态剪切试验,探讨了含水率对泥浆特性的影响,可为其他区域黏土特性的研究提供参考,具有重要的研究意义!

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基于弃渣综合利用的矿山泥石流灾害防治新模式——以冕宁盐井沟泸沽铁矿为例

陈宁生, 佘德彬

2019, 37(01): 78-85. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000401

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冕宁县盐井沟受泸沽铁矿的开采所影响,流域内留存有大量矿山弃渣,在历史上曾造成严重的泥石流灾害。原有的防灾方式主要依靠沟道内修建的导流堤、拦砂坝等工程措施,但需要政府每年投入大量资金进行沟道清淤,无法根治灾害。新的防灾模式则通过综合利用泸沽铁矿的弃渣,在生产建筑砂石料的同时回收其中的铁矿粉,并利用弃土回填实现复垦和生态改良。上述措施不仅能有效减少盐井沟内松散物源的堆积,降低地质灾害风险,同时也能为企业创造利润、增加政府财政收入及促进地居民的就业,还间接地减少了河道砂石的开采、减轻了对河道生态环境的破坏,起到了减灾、增收、环保的多重效果。这种循环经济理念下的防灾新模式可试推广至其他受矿渣堆积地质灾害影响的地区。

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崩岗侵蚀沟的时空侵蚀特征及预测

季翔, 黄炎和, 林金石, 蒋芳市, 葛宏力

2019, 37(01): 86-97. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000402

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崩岗是水力和重力复合的土壤侵蚀类型,严重危害我国南方地区的农业生产和生态环境。侵蚀沟对崩岗的侵蚀过程以及地貌变化起着关键作用。本研究以福建省安溪县龙门镇一处崩岗为研究区,以无人机获取的正射影像和高程数据为基础,通过采点重构坡面提取出侵蚀沟,然后对其进行时空动态分析,得到侵蚀沟的时空侵蚀特征;然后将其侵蚀特征与CA-Markov模型耦合,通过修正转移概率矩阵以及制定空间分配规则,构建崩岗侵蚀沟模拟模型。研究结果表明:降雨量与侵蚀沟的侵蚀强度呈正相关,强降雨利于侵蚀沟的下切侵蚀,弱降雨则有利于沟沿的重力崩塌;坡度对侵蚀沟的侧切和下切具有促进作用,沟道距离和坡面高度则对下切和堆积具有抑制作用;由面积差异率0.18和Kappa系数0.81验证了崩岗侵蚀沟模拟模型的精度;在对该崩岗侵蚀沟2018-12-02空间分布预测的基础上,得到其年侵蚀量和侵蚀模数,分别为653.9 m~3和340 606 t·km~(-2)·a~(-1)。研究结果为探索崩岗侵蚀过程提供了新思路,并为崩岗侵蚀的防治工作提供了参考。

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贵州省生态移民经济可持续发展研究

金莲, 王永平

2019, 37(01): 98-108. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000403

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贵州实现全面小康的难点在于生态移民。本文以贵州省为研究区域,采用现场调查、统计分析的手段,探讨影响生态移民经济可持续发展的因素。研究表明,生态移民搬迁以后的家庭收入水平、家庭债务负担、就业状况、培训状况、子女就学状况及医疗卫生状况等与其实现经济可持续发展有着极为密切的关系,其中收入水平是反映移民经济可持续发展最重要的方面,家庭劳动力数量、从事的职业及是否参加过技术技能培训等因素对收入都产生了显著的影响。因此,获得持续稳定的收入来源是移民实现经济可持续发展的前提和保障,从政策上帮助移民就业,让移民参与有利于就业的技术技能培训,是实现移民可持续发展的重要途径。具体而言,一是政府、企业和移民三方联动,采取自主创业、区域劳务合作、增加城镇公益性岗位等措施有效促进移民实现就业;二是通过开展现代农业实用技术培训、针对性的岗位技能培训、文化知识道德素养提升培训等内容帮助移民提升生产方式和生活方式的转型能力。本研究为实现生态移民可持续发展提供重要的参考与借鉴。

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盐井沟砂石厂砂石生产线

2019, 37(01): 108.

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<正>盐井沟砂石厂现建有的砂石生产线,主要生产设备包括砂石破碎机、振动分筛机、洗砂机、铁矿磁选机、传送带及污水沉淀池。生产原料为泸沽铁矿的采矿弃渣,主要产品包括建筑砂石料及少部分从弃渣中回收的铁矿粉。这种利用铁矿弃渣进行砂石生产的模式,在创造企业利润的同时减轻了当地地质灾害的威胁,达到了生态环境修复的目的。

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丝绸之路经济带西段五省区旅游资源群开发潜力评价

侯志强, 刘春雨

2019, 37(01): 109-117. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000404

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陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆五省区构成了丝绸之路经济带西段区域,科学地评价该区域旅游资源,有利于合理开发旅游资源、挖掘旅游发展潜力,促进丝绸之路经济带西段的发展。本文以丝绸之路经济带西段即中国西北五省区为研究对象,构建旅游资源开发潜力综合评价指标体系,利用多层次灰色评价法对旅游资源群的开发潜力进行评价。研究结果表明:丝绸之路经济带西段五省区拥有丰富的旅游资源,同时高品位的旅游资源与丝路文化紧密相关,空间分布与丝绸之路经济带大体一致。在空间上,三类旅游资源群呈现与丝绸之路经济带走向的一致性,体现出各具特色的空间集聚优势,即自然风景旅游资源群主要以兰州和西宁为中心,呈现椭圆状分布;遗址遗迹旅游资源群主要以西安为中心,呈现放射状分布;综合风景旅游资源主要以乌鲁木齐为中心,呈现带状分布。旅游资源的数量、类型、级别和开发程度呈现"整体分散"与"局部集中"并存的特点,但许多高品位的旅游资源还处于原生态,尚未进行规模化开发,以此为丝绸之路沿线旅游资源利用及区域旅游合作提供理论依据。

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广西森林转型与森林扰动遥感监测研究

黄萍, 卢远, 王丹媛, 刘斌涛

2019, 37(01): 118-128. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000405

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近20年来由于封山育林政策的实施和人工乔木林的大面积种植,广西森林面积大幅增加,正在经历深刻的森林转型,森林转型过程中农林交错带和森林内部的结构重组都给生态系统带来了不容忽视的扰动。本文基于2000—2016年MODIS-EVI影像数据、1∶100万地貌图和4期土地利用数据,采用变化矢量法和Sen+Mann-Kendall对广西进行森林转型背景下的森林转型路径和森林内部扰动特征分析。研究表明:自2000年以来广西森林的EVI变化强度以无变化和低变化类型为主,总体EVI上升趋势略大于下降趋势,EVI显著下降主要分布于十万大山、大瑶山、海洋山和越城岭等山地区域和桂西北的百色水利枢纽和龙滩水利枢纽周围,显著上升部分主要集中于桂中南的左江-邕江-郁江流域平原丘陵区、桂西南喀斯特区和桂东北山地区地势低平的河谷地带。广西森林面积增加的土地来源于耕地和草地,森林转型路径表现为"经济增长型"和"森林短缺型"两种路径并存,或者存在更为复杂的复合型路径。广西森林内部扰动的减少型和扰动型分布于桂西北喀斯特和桂东北山地起伏度较大的陡坡区域,增加型分布于桂中南的平原丘陵地区。由于山地陡坡区域和喀斯特地区的生态敏感性,应更多关注扰动型和减少型在桂西北和桂东北地区的集中分布问题。

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基于DEM分形特征的坡度尺度变换模型

刘飞, 范建容, 崔兆岩, 程多祥, 唐嘉寅

2019, 37(01): 129-136. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000406

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利用DEM提取坡度具有明显的尺度依赖性,探求DEM在不同尺度下表现出的规律关系,建立多尺度变换模型,以实现不同尺度间的转换是地形分析研究的热点和难点。本文阐释了DEM表面与地表粗糙度分形维数值的地学意义及内在关系,并利用分形对象的自相似性原理,建立了一种基于DEM分形特征的坡度尺度变换模型。选取四川丘陵地区某小流域为研究区,进行坡度尺度变换实验和误差分析,结果表明该模型能有效实现坡度尺度变换:在非平坦地区(坡度>1°)一般重采样方法变换得到的坡度误差为该方法的1.86倍;从信息熵理论分析,经该方法转换后的坡度信息得到了显著恢复。对于无1︰1万及以上精度地形数据的西南山区,利用该方法获取高精度坡度数据具有重要的理论价值和现实意义。

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基于DEM的对称13点局部窗口坡度算法分析

袁兵, 王彬权, 袁光银, 张璐, 周路

2019, 37(01): 137-143. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000407

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局部曲面拟合法是基于DEM的计算坡度的常用方法之一,采用不同的拟合曲面和局部移动窗口将得到不同精度的计算模型,探索不同的局部窗口类型可以丰富局部曲面拟合法在数字地形分析中的应用。本文考虑不同距离临近点的高程信息,基于3×3局部窗口提出了一种由两种不同倍率、与主轴(x轴、y轴)呈45°夹角的格网点构成的新窗口——对称13点局部窗口,推导了三阶曲面拟合该窗口的坡度计算公式,并利用典型数学曲面对该模型的计算精度进行了分析。研究分析认为,相对于现有的坡度计算模型,三阶曲面拟合对称13点窗口模型能显著地提高坡度计算精度,但对误差的平滑能力较差,适用于高精度DEM。本文的研究扩展了曲面拟合法在数字地形分析中的应用。

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基于大疆无人机遥感的农村居民点建筑密度与容积率的测算

杨存建, 李何超, 许光洪, 向筱, 杨德菲

2019, 37(01): 144-150. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000408

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居民点建筑密度与容积率的测定,是农村建设用地节约利用和人居环境质量评价的重要基础。由于资金、技术和人力等限制,致使该项工作目前基本处于空白状态。本文探索出了一套基于大疆无人机遥感的农村居民点建筑密度和容积率的测算方法。主要包括:无人机影像获取、影像镜头校正、正射影像生成、影像拼接、房屋地基范围判读提取与建库、房屋楼层数判读提取与建库、居民点建筑密度与容积率计算及其精度评价。利用该方法,测算得出了成都市新都区清流镇的一个典型新村居民点的建筑密度和容积率,分别为0.456, 0.986,其精度满足要求。该研究表明:该方法具有成本低、效率高、易学易用的特点,利用该方法可以实现平原和山区平坦区农村居民点建筑密度和容积率的准确测算;通过新村建设,该农村居民点的建筑密度和容积率得到了提高,农村建设用地得到了节约,农村人居环境得到了改善。该方法不仅在平原区域,而且在山区小块平坝区都具有广阔的应用前景和推广价值;该研究成果对促进农村建设用地优化节约利用与人居环境改善具有重要的现实意义。

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