砒砂岩区地貌形态三维分形特征量化及空间变异 被引量：10

1

作者 张传才 秦奋 +2 位作者 王海鹰 李宁 李阳 《地理科学》 CSCD 北大核心 2016年第1期142-148,共7页

针对现有地貌形态三维分形模型结构存在的不足,构建一个新的地貌形态三维分形维数测算模型。基于该模型对砒砂岩区274个小流域的地貌形态三维分形维数进行计算并分析其空间变异规律。研究表明：1基于该模型计算的分形维数能更准确地反... 针对现有地貌形态三维分形模型结构存在的不足,构建一个新的地貌形态三维分形维数测算模型。基于该模型对砒砂岩区274个小流域的地貌形态三维分形维数进行计算并分析其空间变异规律。研究表明：1基于该模型计算的分形维数能更准确地反映地貌形态复杂度信息;2砒砂岩区小流域地貌形态三维分形维数介于1.683 6~1.948 6之间;3地貌形态三维分形维数整体上覆土砒砂岩区（均值为1.765 9）〈裸露砒砂岩强度侵蚀区（均值为1.785 4）和剧烈侵蚀区（均值为1.774 8）〈覆沙砒砂岩区（均值为1.796 6）。由于地表覆盖物、砒砂岩裸露程度和土壤侵蚀机理的差异而形成的不同地貌特征是该区地貌形态分形特征空间变异的主要原因。 展开更多

关键词 地形量化 砒砂岩 地貌形态三维分形 空间变异

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基于分形信息维数的流域地貌形态与侵蚀产沙关系 被引量：35

2

作者 崔灵周 李占斌 +1 位作者 郭彦彪 朱永清 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期197-203,共7页

流域地貌形态的科学准确量化是建立具有广泛适用性的流域尺度土壤侵蚀预报模型的关键科学问题之一,分形理论的提出为流域地貌形态特征的定量描述开辟了新的思路。本文基于分形理论,利用GIS技术和多元回归统计方法,以黄土高原丘陵沟壑区... 流域地貌形态的科学准确量化是建立具有广泛适用性的流域尺度土壤侵蚀预报模型的关键科学问题之一,分形理论的提出为流域地貌形态特征的定量描述开辟了新的思路。本文基于分形理论,利用GIS技术和多元回归统计方法,以黄土高原丘陵沟壑区第一副区的岔巴沟流域为例,对该流域以分形信息维数为量化指标的流域地貌形态与降雨侵蚀产沙耦合关系进行了初步探讨。研究表明,引入地貌形态分形信息维数的岔巴沟流域降雨侵蚀产沙与地貌形态耦合关系模型可将岔巴沟各支流域差异明显的水沙关系简化为统一的数学表达,消除了由于地貌形态等下垫面因素导致的空间变异性;基于该耦合关系模型的西庄和蛇家沟流域次降雨输沙模数预测值和观测值相对误差较小、总体吻合较好;将地貌形态分形信息维数作为流域土壤侵蚀预报模型中地貌形态因子量化指标不仅可行,而且可靠。 展开更多

关键词 岔巴沟流域 流域地貌形态 分形信息维数 侵蚀产沙

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流域地貌形态多尺度三维分形量化及尺度效应——以砒砂岩区二老虎沟为例 被引量：7

3

作者 张传才 秦奋 +3 位作者 汪永新 刘真真 陈云生 刘志丹 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2016年第1期278-283,288,共7页

流域地貌形态的科学量化是地貌学研究和区域尺度土壤侵蚀模型研究中的热点问题之一。针对目前地貌形态分形量化模型中存在的地形模拟方法和模型结构不合理问题,基于GIS技术和分形理论改进了地貌形态分形量化模型,并使用无人机高分辨率DE... 流域地貌形态的科学量化是地貌学研究和区域尺度土壤侵蚀模型研究中的热点问题之一。针对目前地貌形态分形量化模型中存在的地形模拟方法和模型结构不合理问题,基于GIS技术和分形理论改进了地貌形态分形量化模型,并使用无人机高分辨率DEM数据对砒砂岩区二老虎沟流域进行了多尺度地貌形态量化,进而研究了该区地貌形态三维分形量化的尺度效应。研究发现:(1)随着尺度的降低,该区三维分形维数呈线性降低趋势,即地形复杂度呈线性降低趋势;(2)砒砂岩区二老虎沟流域在10m尺度地形复杂度已大大降低;(3)根据多指标量化结果分析,地貌形态量化指标分为两类:地形复杂度指标和地形起伏度指标,前者具有明显的尺度效应,后者尺度效应不明显。 展开更多

关键词 地形量化 砒砂岩 地貌三维分形 尺度效应

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流域地貌分形特征与侵蚀产沙定量耦合关系试验研究 被引量：16

4

作者 崔灵周 李占斌 +2 位作者 朱永清 郭彦彪 肖学年 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2006年第2期1-4,9,共5页

流域地貌形态科学、准确和综合量化成为建立具有广泛适用性的流域土壤侵蚀预报模型的关键科学问题之一。分形理论的提出为流域地貌形态定量研究开辟了新的思路。本文依据分形理论,在建立小流域概化模型基础上,采用模拟降雨试验、高精度... 流域地貌形态科学、准确和综合量化成为建立具有广泛适用性的流域土壤侵蚀预报模型的关键科学问题之一。分形理论的提出为流域地貌形态定量研究开辟了新的思路。本文依据分形理论,在建立小流域概化模型基础上,采用模拟降雨试验、高精度摄影测量和G IS技术,对流域模型地貌形态分形特征与侵蚀产沙定量耦合关系进行了研究。结果表明,基于消除了降雨特征影响的相对输沙率,可将流域模型侵蚀产沙过程划分为初期、活跃期和稳定期3个阶段;在不同侵蚀产沙时段,流域模型地貌形态分形信息维数Di呈现与相对输沙率Sr基本类似的变化趋势,即先增大再减小、最后趋于平稳;流域模型相对输沙率Sr与地貌形态分形信息维数Di以乘幂形式呈显著正相关,相关指数r2为0.7423;地貌形态分形信息维数Di较好反映了地貌形态特征对流域模型侵蚀产沙过程的影响,可以作为流域模型侵蚀产沙过程预报地貌形态特征综合量化指标。 展开更多

关键词 流域地貌 流域模型 分形信息维数 定量耦合关系

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粗糙表面接触分形模型的提出与发展 被引量：59

5

作者 贺林 朱均 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第4期375-384,共10页

自表面接触塑性变形模型问世以来，经过近４０年的发展，已经形成以分形几何理论为基础的Ｍ－Ｂ粗糙表面接触分形模型．Ｍ－Ｂ模型以分形参数代替统计学参数表征粗糙表面，推导出了实际接触面积与载荷的关系，以及实际弹性接触面积和实... 自表面接触塑性变形模型问世以来，经过近４０年的发展，已经形成以分形几何理论为基础的Ｍ－Ｂ粗糙表面接触分形模型．Ｍ－Ｂ模型以分形参数代替统计学参数表征粗糙表面，推导出了实际接触面积与载荷的关系，以及实际弹性接触面积和实际塑性接触面积的计算公式，指出了影响接触面变形性质的因素与规律．由于分形参数的尺度独立性，可望利用Ｍ－Ｂ模型对接触面积的预测不受测量仪器分辨率和取样长度等因素的影响，故其比基于统计分析的Ｇ－Ｗ接触模型更为合理．尽管如此，Ｍ－Ｂ模型还有待完善。 展开更多

关键词 粗糙表面 接触模型 机械摩擦 磨损

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灌区塘堰分布分形描述 被引量：13

6

作者 谢先红 崔远来 蔡学良 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期858-863,共6页

塘堰服务于灌区农业灌溉、居民生活用水等,是灌区水循环系统的重要组成部分,其分布是地貌侵蚀与发育以及人为因素影响下的结果。基于GIS数据库和空间分析功能,以湖北漳河三干渠灌区塘堰为例,应用分形理论对塘堰分布进行了分析。区域内... 塘堰服务于灌区农业灌溉、居民生活用水等,是灌区水循环系统的重要组成部分,其分布是地貌侵蚀与发育以及人为因素影响下的结果。基于GIS数据库和空间分析功能,以湖北漳河三干渠灌区塘堰为例,应用分形理论对塘堰分布进行了分析。区域内塘堰面积服从双曲分布,一定范围内具有标度不变性,在概率空间中表现出分形结构的幂律性质。采用覆盖塘堰像元的方法求取了整个灌区和14个子区域的盒维数和信息维数,也表明塘堰的空间展布是一个分形体。最后分析了盒维数和信息维数与地形因子的线性关系。 展开更多

关键词 灌区 塘堰 分形 双曲分布 盒维数 信息维数 地形因子

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基于变分法的流域地貌形态分形特征量化研究 被引量：3

7

作者 王民 李占斌 +2 位作者 崔灵周 鲁克新 侯建才 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期340-343,共4页

分形理论为流域地貌形态等复杂体系的定量化研究提供了一种有效工具。以室内流域模型人工模拟降雨试验和高精度摄影测量获得的模型流域不同发育时段的数字高程模型(DEM)数据为基础,采用变分法计算了流域地貌形态分形维数,并对分形维数... 分形理论为流域地貌形态等复杂体系的定量化研究提供了一种有效工具。以室内流域模型人工模拟降雨试验和高精度摄影测量获得的模型流域不同发育时段的数字高程模型(DEM)数据为基础,采用变分法计算了流域地貌形态分形维数,并对分形维数与地貌因子沟谷密度和地面割裂度的关系进行初步探讨。结果表明:流域地貌形态在无标度区间内具有良好的分形特征,分形维数准确的反映流域地貌表面的复杂程度;流域地貌形态在流域发育的不同时段具有不同的分形维数,并且与沟谷密度和地面割裂度之间存在显著的线性关系;分形维数作为流域地貌形态分形特征的量化指标为黄土高原小流域侵蚀产沙预报模型中宏观地貌形态因子的选择提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 变分法 小流域模型 流域地貌形态 分形特征 分形维数

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分形方法在地形数据内插中的应用 被引量：15

8

作者 张山山 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期141-144,共4页

简述了分形、迭代函数系统 (IFS)及分形布朗运动的基本概念。介绍了基于迭代函数系统和分形布朗运动的分形内插方法 ,并给出了具体算法和应用实例。

关键词 地形图 数据交换 内插 分形方法

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模拟降雨下流域不同地貌单元形态演变特征

9

作者 王玲玲 左仲国 +2 位作者 孙维营 孙娟 侯欣欣 《人民黄河》 CAS 北大核心 2018年第6期100-104,共5页

利用室内小流域概化模型和人工模拟降雨试验,分析了在60、90、120、150 mm/h降雨强度下概化流域内支沟和全流域等不同地貌单元形态演变特征。结果表明:随着模拟降雨场次增加和降雨强度的增大,地貌分形信息维数呈明显的增大趋势,各支沟... 利用室内小流域概化模型和人工模拟降雨试验,分析了在60、90、120、150 mm/h降雨强度下概化流域内支沟和全流域等不同地貌单元形态演变特征。结果表明:随着模拟降雨场次增加和降雨强度的增大,地貌分形信息维数呈明显的增大趋势,各支沟和全流域沟网不断发育,各地貌单元的地貌形态逐渐复杂,而且支沟和全流域地貌形态变化过程呈现出不同的阶段性,支沟地貌形态变化较全流域更为剧烈;随降雨强度增大和降雨场次的增加,支沟和全流域等地貌单元地貌信息熵单调增大,且支沟沟网起伏程度大于全流域,随着空间尺度增大,地貌形态演变剧烈程度有所降低。 展开更多

关键词 地貌分形信息维数 地貌信息熵 地貌形态 地貌单元 地貌演变特征

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基于分形曲面的河道槽蓄量计算精度影响因素研究

10

作者 元媛 卢金友 张小峰 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2017年第4期23-29,共7页

针对河道床面形态存在自相似性的特点,采用分形布朗运动数学模型模拟了不同起伏度和复杂度的概化地形曲面。按一定间距在曲面上提取断面数据,采用断面法计算曲面与某参考面之间的体积。将该体积计算值与理论值的差值同床面分形维数及其... 针对河道床面形态存在自相似性的特点,采用分形布朗运动数学模型模拟了不同起伏度和复杂度的概化地形曲面。按一定间距在曲面上提取断面数据,采用断面法计算曲面与某参考面之间的体积。将该体积计算值与理论值的差值同床面分形维数及其起伏程度进行相关性分析,结果表明,利用断面法得到的河道槽蓄量计算误差与床面形态有关。相对误差与描述地形复杂度的分维数呈指数递增,与描述起伏程度的均方差之间呈线性递增。 展开更多

关键词 河床演变 河道槽蓄量 地形测量 曲面建模 分形理论

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岩体裂隙面形貌特征对其渗流特性的影响研究 被引量：9

11

作者 段玲玲 邓华锋 +3 位作者 熊雨 支永艳 潘登 齐豫 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期110-117,共8页

岩体裂隙面的形貌特征直接影响其渗流特性,为了分析二者的相关关系,采用劈裂法制备了单裂隙砂岩试样,进行了裂隙面扫描分析和渗流试验,基于分形维数在定量表达不规则曲线形貌特征方面的优势,提出了考虑裂隙面形貌各向异性特征的分形维... 岩体裂隙面的形貌特征直接影响其渗流特性,为了分析二者的相关关系,采用劈裂法制备了单裂隙砂岩试样,进行了裂隙面扫描分析和渗流试验,基于分形维数在定量表达不规则曲线形貌特征方面的优势,提出了考虑裂隙面形貌各向异性特征的分形维数计算方法。研究结果表明:(1)基于矩阵理论的裂隙面综合分形维数,相当于用矩阵网格去覆盖整个裂隙面,可以较好地反映裂隙面的整体形貌特征;(2)裂隙面的形貌特征对其渗流特性影响显著,随着裂隙面综合分形维数逐渐增大,裂隙岩体的渗透系数逐渐减小,而且侧向应力越大,渗透系数的减小趋势越明显;(3)分析建立了裂隙岩样渗透系数kf与裂隙面综合分形维数■的相关关系,验证分析表明,该公式计算得到的裂隙岩样渗透系数与试验结果吻合较好。相关研究成果可为裂隙岩体渗流特性分析提供参考。 展开更多

关键词 裂隙 形貌特征 各向异性 分形维数 渗透系数 相关关系

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基于地形的景观要素分形特征及稳定性研究——以甘肃省崇信县为例 被引量：7

12

作者 唐正霞 刘学录 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期149-157,共9页

【目的】增进对景观要素稳定性的理解.【方法】运用分形理论对甘肃省崇信县的景观要素在地形影响下的分形特征及稳定性进行了研究.【结果】景观要素的分布具有分形结构.在坡度影响下,各景观要素的分形维数介于1.061~1.990之间,稳定性指... 【目的】增进对景观要素稳定性的理解.【方法】运用分形理论对甘肃省崇信县的景观要素在地形影响下的分形特征及稳定性进行了研究.【结果】景观要素的分布具有分形结构.在坡度影响下,各景观要素的分形维数介于1.061~1.990之间,稳定性指数变化范围为0.004~0.490,稳定性最小的为其他用地,最大的为水域;在海拔影响下,各景观要素的分形维数介于1.053~1.944,稳定性指数的变化介于0.011~0.447,稳定性最小的为草地,最大的为水域;坡向影响下,景观要素的分形维数介于1.291~1.994,稳定性指数变化范围为0.028~0.494,稳定性最小的为园地,最大的为水域.根据稳定性指数的平均值和变异程度,坡度影响下稳定性从大到小排序为:水域>河流水面>交通运输用地>林地>其他用地>耕地>居民点及工矿用地>草地>园地.海拔影响下稳定性从大到小的排序为:水域>交通运输用地>河流水面>耕地>园地>其他用地>林地>居民点及工矿用地>草地.坡向影响下稳定性从大到小的排序为:水域>其他用地>河流水面>林地>园地>居民点及工矿用地>交通运输用地>耕地>草地.【结论】受地形因素的影响,居民点及工矿用地、交通运输用地和耕地等引入型斑块的稳定性较差,在土地利用规划中应重视小斑块对维持景观稳定性的作用. 展开更多

关键词 分形理论 地形 景观要素 稳定性 崇信县

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胶东半岛丘陵区冲沟分形特征及其影响因素研究 被引量：1

13

作者 王涛 何福红 +2 位作者 顾丽娟 张振华 吴孟泉 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期266-271,共6页

以胶东半岛丘陵区7个集水区为研究对象,采用SA模型提取研究区冲沟系统,测算各集水区冲沟沟长盒维数,分析沟长分形特征及其与地形参数和土地利用类型间的关系,厘定研究区内冲沟发育演化的特征及规律。结果表明:(1)东部构造活动性强的隆... 以胶东半岛丘陵区7个集水区为研究对象,采用SA模型提取研究区冲沟系统,测算各集水区冲沟沟长盒维数,分析沟长分形特征及其与地形参数和土地利用类型间的关系,厘定研究区内冲沟发育演化的特征及规律。结果表明:(1)东部构造活动性强的隆起区分维值明显高于西部构造活动性弱的沉积凹陷区,沟长分形特征主要受区域地质构造控制。(2)沟长分维数与平均坡度、地表粗糙度、剖面曲率、沟壑密度和沟头密度等地形参数之间相关性显著,而与集水区面积和沟长没有相关性。(3)沟头密度、沟壑密度与沟长分维数间具有极显著正相关性,相关系数分别为0.982 4,0.975 3,是表征沟谷分形特征的重要参数,可作为估算区域沟谷分形特征和分形维数的简单指标。(4)沟长分维数与集水区内林草地比存在较显著正相关性,与丘陵旱地比具有较显著的负相关性,相关系数分别为0.893和-0.919 8,表明冲沟展布形态特征同地质构造控制下的大的地貌轮廓关系密切,与人类改造地表形成的微地貌关系不大。 展开更多

关键词 冲沟 SA模型 分形 盒维数 胶东半岛丘陵区

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基于投影覆盖法的小流域模型地貌分形特征 被引量：2

14

作者 王民 崔灵周 +1 位作者 胡彩虹 范磊 《水电能源科学》 北大核心 2012年第6期74-77,共4页

针对流域地貌所具有的明显各向异性和三维立体特征,将投影覆盖法引入其三维表面分形特征的直接量化,结合投影覆盖法计算三维表面分形维数基本原理和GIS技术,提出了基于投影覆盖法的计算流域地貌三维表面分形维数的GIS实现过程,并对9次... 针对流域地貌所具有的明显各向异性和三维立体特征,将投影覆盖法引入其三维表面分形特征的直接量化,结合投影覆盖法计算三维表面分形维数基本原理和GIS技术,提出了基于投影覆盖法的计算流域地貌三维表面分形维数的GIS实现过程,并对9次摄影测量所得小流域模型地貌三维表面分形维数进行了计算。结果表明,投影覆盖法可实现流域地貌三维表面分形特征的直接量化,计算出的地貌三维表面分形维数准确反映了模拟降雨驱动下小流域模型地貌总体特征的动态变化过程;与计盒维数法相比,投影覆盖法更有利于揭示小流域模型不同发育阶段地貌特征的差异性,对于流域水土流失预报模型中地貌因子量化参数的选择具有重要意义。 展开更多

关键词 投影覆盖法 小流域模型 分形维数 三维表面 地貌特征

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卫星遥测纬向剖面地形谱分析——青藏高原背风侧地区地形扰动与西风扰动的耦合模态

15

作者 王宛亭 王元 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期304-318,共15页

　遥感地形资料具有空间离散分布特点,因此根据离散谱空间变换中谱能不变性约束下的谱分析方法,研究了遥感地形谱空间域分布基本特征和地形强迫对大气受迫运动的作用机制.并通过定义地形扰动和地形扰动特征尺度的概念,发现位于青藏高原... 　遥感地形资料具有空间离散分布特点,因此根据离散谱空间变换中谱能不变性约束下的谱分析方法,研究了遥感地形谱空间域分布基本特征和地形强迫对大气受迫运动的作用机制.并通过定义地形扰动和地形扰动特征尺度的概念,发现位于青藏高原背风侧的我国中东部地区纬向(东西向)剖面地形扰动特征尺度在454.5km,即该地区地形扰动可以定义为中α尺度扰动(比照大气尺度分类);地形扰动尺度与该地区主要致灾天气系统MαCS(Meso＿αConvectiveSystem,中α尺度对流系统)尺度上的一致性揭示了地形对于MαCS的触发作用.进一步通过对卫星遥感离散地形场测度进行分形学分析,计算出该区域纬向剖面分数维为1.26,说明该地区地形的基本分形元是Koch三角生成元,即青藏高原背风侧地区剖面地形强迫作用机制本质上是基本西风气流与三角形元组合型山脉剖面障碍物相互作用的结果.这种相互作用的物理图象表现为:在我国青藏高原背风侧地区,冬季和夏季700hPa纬向平均风速扰动谱最强峰与地形扰动谱最强峰存在着明显的地形 纬向风速偶合关系,地形 纬向风速共振模态是该地区冬季纬向环流扰动的典型触发机制;而夏季,地形 纬向风速偶合模态转变为向小尺度漂移的高阻尼模态.同时,地形和纬向风速的分形分析表明,关于地形强迫下的受迫扰动的偶? 展开更多

关键词 青藏高原背风侧 地形扰动谱 地形-纬向风速偶合模态 分形 大气受迫运动

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