瀾滄江流域地理信息處理與地貌形態(tài)特征分析
佚名
引言 地理信息是開展區(qū)域生態(tài)環(huán)境與資源研究的重要基礎(chǔ),對區(qū)域空間地理信息進(jìn)行數(shù)量化處理與分析是深化相關(guān)區(qū)域資源環(huán)境研究的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。作為區(qū)域地理信息的重要組成要素,地貌通過海拔、坡度、坡向、相對高度、山體走向等特征組合構(gòu)成形態(tài)與分布多樣的地表景觀,并對區(qū)域生態(tài)環(huán)境與資源的地域優(yōu)勢種類分布、利用方式和利用程度等具有主導(dǎo)作用[1]。回顧地貌學(xué)研究發(fā)展,自20世紀(jì)50年代以來,由于認(rèn)識到定性描述存在的不足,而定量地貌形態(tài)分析可通過提取各種有用地形基本要素與地貌特征形態(tài)參數(shù)直接為有關(guān)部門進(jìn)行區(qū)域綜合開發(fā)利用規(guī)劃,以及為更高層次的區(qū)域綜合研究提供實用基礎(chǔ)信息,具有全面、系統(tǒng)地定量研究地表形態(tài)的作用,因此,地貌學(xué)逐漸從以往的定性描述轉(zhuǎn)入數(shù)理定量分析研究階段[2]。但按傳統(tǒng)研究方法,由于地貌數(shù)據(jù)龐大、計算繁瑣使定量地貌研究發(fā)展緩慢,而今隨著計算機(jī)與空間技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是具有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)獲取與管理、分析、計算等功能的3S技術(shù)的應(yīng)用,為地貌定量研究提供了有力的技術(shù)支持[3—4]。 就流域地理單元而言,地貌特征影響著流域生態(tài)環(huán)境格局及水資源的形成、分布及總量等方面[3;5]。因此,綜合3S技術(shù)應(yīng)用, 就瀾滄江流域地貌特征開展相關(guān)定量分析,認(rèn)識流域水資源系統(tǒng)及其生態(tài)環(huán)境狀況,對于探討瀾滄江流域跨境水資源的分配研究是十分必要的。 研究區(qū)概況及資料處理 依據(jù)對有關(guān)研究資料的整理,中國境內(nèi)的瀾滄江流域面積為167487km[2],河長2161km[6]。瀾滄江上、中、下游段的劃分是以昌都以上地區(qū)為上游段,昌都—舊州地區(qū)為中游段,舊州以下至流出國境處地區(qū)為下游段[7]。瀾滄江在雜多縣以上的地區(qū)為河源區(qū),上游段有東西兩支,東支為扎曲,西支為昂曲,兩支流在西藏的昌都附近相匯。中游段河長約790km,河流深切高原巖體,兩岸高山對峙,河谷幽深,形成相對高差達(dá)1000~2000m的“V”型峽谷,其自然地理景觀垂直變化十分明顯,河谷溫干少雨,為河谷旱生硬葉灌叢景觀,山腰溫涼濕潤,有冷、云杉林分布,該流域段呈狹長形,兩岸支流一般短小,水網(wǎng)不甚發(fā)育。下游段河長約700km,該段位置偏南,地勢低下,年降水量充沛,植物生長繁茂,形成亞熱帶季風(fēng)林景觀[8—10]。瀾滄江云南省境內(nèi)按地貌特征可分為3段:(1)功果橋以上,河流兩側(cè)為起伏巨大的高山區(qū),主河谷深切,橫斷山脈中的他念他翁山、云嶺和怒山南北縱向并列,為典型的南北走向V 形河谷。該地區(qū)的分水嶺的間距僅在30~40km之間;(2)功果橋至景云橋,進(jìn)入中山寬谷區(qū),為青藏高原向云貴高原的過渡帶,地形破碎,河流下切強(qiáng)烈,雖然山勢較上段略低,但主河谷仍是明顯的V形峽谷;(3)景云橋至南阿河口(瀾滄江于此出國境,改稱湄公河),山勢漸低,河谷由南北向轉(zhuǎn)向東南。該河段河谷水道有寬狹相間的變化,主要呈現(xiàn)為中低山寬峽谷的特征,其中景洪市就位于相對寬闊的槽型谷段[9—12]。 為開展本研究,收集到瀾滄江流域比例尺為1∶25萬的全要素電子地圖,數(shù)據(jù)格式為ARC/INFO矢量格式;研究區(qū)20世紀(jì)90年代末期的TM遙感數(shù)據(jù),空間分辨率為30m的,格式為IMG。對收集到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)匹配與格式統(tǒng)一處理是開展相關(guān)地貌特征研究的基礎(chǔ),在本研究中,利用GIS工具,通過坐標(biāo)匹配數(shù)據(jù)處理,將各種數(shù)據(jù)統(tǒng)一為等面積割圓錐投影,采用全國統(tǒng)一的中央經(jīng)線和雙標(biāo)準(zhǔn)緯線,即中央經(jīng)線為東經(jīng)105°,雙標(biāo)準(zhǔn)緯線分別為北緯25°和北緯47°,參考橢球體采用Krasovsky橢球體。全部空間柵格數(shù)據(jù)均通過利用Erdas遙感圖像處理統(tǒng)一到IMG格式,數(shù)據(jù)統(tǒng)計與整理分析采用基于Execel數(shù)據(jù)處理,綜合GIS 與圖像處理系統(tǒng)屬性管理模塊共同完成。 地貌分析專題圖處理 利用GIS空間數(shù)據(jù)管理與分析工具對收集到的流域地面高程數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,分別采用數(shù)字高程模型、地形要素模型、形態(tài)參數(shù)模型等,得出研究區(qū)高程專題圖、坡度專題圖、坡向?qū)n}圖、以及綜合遙感數(shù)據(jù)的地表形態(tài)專題圖等。 2.1數(shù)字高程模型(DEM) 數(shù)字高程模型(DEM )作為以柵格數(shù)據(jù)格式記錄表達(dá)地表空間位置和高程的有序集合,是進(jìn)行地貌形態(tài)、結(jié)構(gòu)等信息提取與特征分析的基礎(chǔ)信息。坡度、坡向等因子均可以直接或間接從DEM中導(dǎo)出。為進(jìn)行地貌特征分析,基于研究區(qū)1∶25萬比例尺地形數(shù)據(jù)處理獲得瀾滄江流域數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù),建立流域100m空間分辨率的DEM,得到流域高程專題圖(圖1)。 圖1研究區(qū)DEM Fig.1 The demo of lancing basin Dem 2.2海拔高度分層專題圖 海拔即高程,指地面任一點(diǎn)距大地水準(zhǔn)面的垂直距離。通過對研究區(qū)DEM高程數(shù)量進(jìn)行等級分層,將高程按照需要分為相應(yīng)的分級類型,并利用Excel進(jìn)行有關(guān)高程類別及像元對應(yīng)面積數(shù)量的統(tǒng)計分析。 2.3坡度專題圖