[01550072]数字地形分析的理论与应用实践

数字地形分析（Digital Terrain Analysis,DTA）是在数字高程模型 （Digital Elevation Models,DEM） 上进行地形属性计算和特征提取的数字地形信息处理技术,它通过各种地形因子和特征地形要素的自动提取与定量分析、地学建模与多维呈现,实现地貌学研究从定性向定量的历史性跨越,实现地貌演化及其空间变异规律的深层次探讨。在国家自然科学基金和863课题的支持下,本项目对数字地形分析的理论、方法与应用进行了较为全面的研究,取得了多项重要的科学发现： 1)在充分顾及地形本质特征的基础上,针对已有DEM误差评价方法的不足,创造性地提出了地形描述误差模型,建立了DEM的应用适宜性标准,并首次提出了特征嵌入式数字高程模型F-DEM的概念,以及F-DEM构建的基本理论、基本技术与方法;相关研究成果获陕西省科学技术二等奖及国家测绘局测绘、中国地理信息产业协会地理信息科技进步一等奖（附件*）; 2)提出了随局域地形条件自适应的区域地形属性新算法,包括多流向单位汇水面积算法（MFD-md）、地形湿度指数算法（TWI-md）、基于汇流特征的混合流向算法等;新算法综合考虑了真实的地形起伏特征,在平缓或不同起伏地形条件下的计算误差都低于已有算法;相关研究成果发表在IJGIS、Geomorphology、Hydrological Processes等地学顶级期刊; 3)以地理对象为着眼点,提出了一整套面向对象的数字地形分析方法,该方法体系将微观地貌特征和宏观地貌结构相结合、定性描述与定量分析相结合,为地貌的定量研究提供了有力的技术手段;同时,考虑到地形分析的数据-计算密集型特点,对常用的数字地形分析算法开展了并行化研发,极大地提高了数字地形分析的效率;相关研究成果已在众多应用部门得以应用,并获中国地理信息产业协会地理信息科技进步二等奖（附件*）; 4)在上述理论与方法创新的支持下,以我国最具特色黄土高原为研究区,深入研究了黄土高原的地貌结构特征及其空间分异格局,以及黄土高原区域地貌演化规律,为该地区水土流失治理与生态修复重建工程的实施提供了科学依据;相关研究成果发表在Geomorphology、IJGIS等地学顶级期刊; 5)深入探索了数字地形分析技术在滑坡地貌过程及敏感性制图、城市居住空间评价、区域气候模拟等流域的应用,为当地土地规划、防灾减灾和灾害风险评价提供了科学支撑;相关研究成果发表在Geomorphology、Environmental Earth Sciences、Journal of Geographical Science等重要地学期刊。