作者:郑见 来源:中国科学报 发布时间:2012-3-2 8:54:37
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科学基金促地貌学研究再上新台阶

 
■郑见
 
在多项国家自然科学基金项目、国家重点实验室基金项目、国家科技支撑计划项目等的共同资助下,经3代地貌学家、60 多个单位的200 多名学者共同努力,我国完成了大规模地貌条件详细遥感调查,建成首个国家级地貌数据库共享系统,编制出版我国第一部百万比例尺国家地貌图集。目前,该数据库共享系统和地貌图集在促进地貌研究进展,全国土地调查、区域规划、环境保护和灾害监测中正发挥重要作用。
 
完备的数字地貌分类体系
 
“该研究的重要成果之一是构建了一个完备的数字地貌的分类体系。”中科院地理科学与资源研究所研究员程维明对《中国科学报》记者说,“这是目前国内比较完善的数字化的分类体系。它便于计算机分析处理,便于把原来我们知道的地貌类型归并到这一体系中。这样,专业和非专业人员都可以方便地找到某种地貌类型归在哪个体系下。”
 
绘制地貌图首先会涉及地貌分类,因此地貌分类成为地貌学研究的基础和核心问题之一。在上世纪80年代15幅1∶100万分幅地貌图的基础上,编制人员制定了中国地貌的定量化指标和方法,构建了3等6级共2000多种类型的中国陆地地貌数值分类系统,制定了由面状图斑反映形态成因类型和由点、线、面状图斑共同反映形态结构类型的地貌符号体系;并制定了适合编制我国百万分之一海底地貌的4级分类系统,形成了完备的海陆地貌分类体系。
 
该分类体系的最大特点是形态与成因相结合、类型与结构相统一、综合考虑陆地和海洋的全国地貌数值分类系统。因而成为“地貌分类理论上的重大突破”。
 
在此基础上,该研究还构建了一个基于多元数据的数字地貌的解译和分析方法。“这是把遥感数据、数字高清模型的数据、老的地貌图、地质数据、野外考察数据,老的文献资料全部综合进去,来解译地貌的方法。”程维明说,“而且解译过程使用的数据源、解译方法、分类体系、解译标准都是统一的。这便于数据的质量控制。”
 
全面更新近海基础数据
 
海底地形地貌图反映海底地形地貌特征和分布变化规律,展示了各种海底地貌的形态、结构、成因等类型,这些研究为近海资源开发、国防安全与建设、科学研究、海洋考古等工作以及海洋交通运输、海洋工程建设等海洋产业发展提供海底基础资料。因此,这方面的资料数据往往涉密,公开的文献资料很少。
 
“我们以前的地貌图中,没有详细反映海底地貌,我们完成了所有中国海域的海底地貌图,首次编制完成了海陆一体化的全国百万尺度的地貌图。”程维明说,“因为海洋研究方面我们不擅长,所以和南京大学海洋学院、中科院青岛海洋所,国家海洋局等研究机构合作完成海底地貌绘制。”
 
现在测量海底地形地貌多采用多波束条带测深仪。同样是一条测量船,装有传统回声测深仪的船只,所测量的图形是一条线,测得的深度数据也只是正下方的海水深度,对周围的深度仍然是未知数,因此无法得出一个高质量的海底地形图。该项目采用装有多波束条带测深仪的船只,它在航测过程中不断向海底发射超宽声音波束,海底反向散射信号通过空间处理技术形成几十个到上千个测深波束,实现对海底地形的采样和测量。
 
“多波束条带测深仪对海底地形地貌的测绘从过去的‘由线到面’已发展到‘由面到立体’的新阶段。测量覆盖范围是海水深度的几倍甚至十几倍,测深精度以及分辨率都高。”中国海洋大学教授刘忠臣说。
 
首个国家级地貌数据共享系统
 
“本次编制国家地貌图集是先做成数据库,再制图。”程维明说,“除了地貌图像外,还有大量数据,就可以为其他领域的研究和应用服务。”
 
过去编制地貌图以地图和野外考察为主,该项目以高清遥感影像和数字高程模型(Digital Elevation Models,DEM)为主。
 
为获得精确的基础数据,参加编制的中科院地理科学与资源研究所、兰州大学、中科院新疆生态与地理研究所、南京大学、福州大学、东北师范大学、中科院东北地理与农业生态研究所等单位研究人员完成了全国地貌类型遥感调查,他们还多次到野外考察,做到多数据源相互验证。并在扎实的数据基础上,构建了由地貌、地形、地质遥感影像等组成的地貌综合解析基础数据库。建成国际上第一个国家级地貌数据库共享系统。
 
该地貌分类系统陆地地貌单元实体解析几何精度达到50万比例尺要求,地貌单元属性判别准确率优于99%;共享地貌数据库的总数据量达5TB;国家百万地貌图集覆盖我国全部海陆疆域的78 幅分幅地貌图、晕渲图和影像图。项目出版专著5部、专业地貌辞典1册、大型地貌图集1卷;国内外学术期刊论文100余篇,软件著作权1个;《中国地貌(世纪网络版)》数据共享系统被列为科技部地球系统科学数据共享网的品牌数据,多次获国家和省部级奖励。
 
《中国科学报》 (2012-03-02 B2 基金)
 
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