數字高程模型在構造地貌研究中的應用

李德昊

摘要：數字高程模型（DEM）的發展，越來越廣泛的應用于對構造地貌的研究中。隨著技術的發展，基于數字高程模型（DEM）的理論和空間分析技術的研究在構造地貌上的應用不斷拓展，研究尺度也從微觀地貌尺度擴展到宏觀地貌尺度，甚至全球地貌尺度。未來結合了數字高程模型（DEM）理論和空間分析技術以及相關地學研究手段的復合分析，必將為構造地貌研究實現定量化提供強有力的技術支持。

關鍵詞：數字高程模型;DEM;構造地貌

數字高程模型是最重要的國家基礎地理信息數據，基于GIS的數字地形分析的理論、方法與應用，是當今地理學、地貌學界，特別是地理信息科學研究的熱點問題（湯國安，2014。構造地貌是指受構造內動力作用控制，通過內外地質動力的相互作用所奠定的能夠反映一定構造特征的地貌形式。（王岸，2005）得益于DEM及地理信息系統（GIS）的發展，相比傳統的地形圖，人們可以更直觀、細致地觀察地形，研究地形數據結構，構造地貌的形態結構研究也可以利用很多基于DEM所衍生的參數來定量描述，而地貌的結構形態受構造運動的影響又十分顯著（劉少峰，2006;張會平，2006）。

一、數字高程模型（DEM）概念

數字高程模型 （ Digital Elevation Model，DEM） 是對地球表面地形地貌的數字化表達和模擬，基于DEM 的地形地貌分析實質就是對地形進行數字計算的過程（張會平，2006）。目前DEM 理論和相關的分析技術已得到了地學工作者的廣泛關注，國際上已將其作為一種常規的地形地貌研究手段。

二、數字高程模型在構造地貌中的研究現狀

地貌研究的基礎是對地表地貌形態特征參數的描述，主要包括對研究區域的高程、坡度、坡向、地形起伏等參數的定量表達（張會平，2006）。構造地貌形態分析法是研究構造地貌的一種基本研究方法。近年來隨著數字高程模型（DEM）的發展，尤其是SRTMDEM、ASTERGDEM等覆蓋全球范圍的高精度DEM數據可以免費獲取，極大地推動了國內外對大尺度宏觀構造地貌的形態分析研究?；跀底指叱棠Ｐ停―EM）理論的空間分析技術及數字圖像處理技術可以較為快速地獲得傳統地貌的表征參數，加強了了DEM在構造地貌研究中的應用拓展。綜合目前的研究，DEM在構造地貌應用中的研究主要包括以下幾個方面：①基本地形因子研究;②水系流域地貌;③夷平面及古地貌面;④構造活動評估;⑤構造地貌分區;⑥地貌發育模式;⑦構造地貌參數計算工具開發.（常直楊，2015）例如： Fielding（1994）對青藏高原及其周邊地區進行了大尺度地貌分析，認為青藏高 原內部的剝蝕夷平和邊緣造山帶的剝蝕夷平顯著不同; 洪順英等（2007）基于 ASRTM-DEM 數據揭示了阿爾泰地區構造地貌特征并做了階梯狀地貌的相關討論; 張會平（2006）等構建了岷山構造帶數字高程模型，初步對岷山構造帶中的斷裂帶構造地貌特征進行了分析，通過坡度、坡向及地形起伏度和高程統計分析，得出了岷山地區夷平面及山頂面的分布特點。錢程（2012）等：利用 ASTER-GDEM 數據對黃河源地區的構造地貌特征進行了初步分析。陳麒光（2014）等基于ASTER-GDEM數據，運用GIS空間分析統計技術，通過對數字地形高程、地表起伏度、地表坡度等地貌參數的統計和條帶剖面及面積-高程積分等數字地貌分析，對藏南八臺山公園的構造地貌特征進行了分析。以往廣泛的利用高分辨率衛星影像和航空像片獲得野外考察的地貌數據，尤其是條件相對艱苦的地區對活動、斷裂、湖泊水系及區域地層分布等的解譯與分析。將地理信息系統GIS技術與數字高程模型DEM相關空間分析技術結合，可以模擬太陽光照角度，極大地彌補了衛星影像及航空像片的不足。（張會平，2006）另外，將GIS技術與DEM結合，并輔以遙感圖像解譯和野外實地調查，能夠直觀地進行坡向、坡度、地形起伏程度、高程統計等研究。數字高程模型（DEM）三維地形地貌可視化研究可以增強對地形地貌特征的認知，成為地貌研究中直觀理解地形地貌的有效途徑。

三、結語及展望

將構造地貌研究與基于DEM空間分析技術的相結合，能夠為區域構造和活動構造研究提供更多的幫助，尤其是在自然條件較差的大面積區域，利用DEM開展地貌參數的研究能夠奠定良好的工作基礎。數字高程模型（DEM）空間分析理論的誕生和不斷完善，使構造地貌研究不斷擴展。隨著 DEM數據分辨率的不斷提高，研究尺度也由微觀地貌尺度延伸到宏觀地貌尺度，甚至包括大陸板塊到全球構造地貌。相比傳統的地形圖，DEM及地理信息系統（GIS）技術的的發展，使人們可以更直觀地獲得地形的信息，也可以利用衍生參數來定量描述構造地貌的形態結構。越來越多的研究通過定量分析相關地貌參數來研究構造活動，使構造地貌過程研究由定性進入了半定量和定量化階段。結合了數字高程模型（DEM）理論和空間分析技術以及相關地學研究手段的復合分析，必將為構造地貌研究實現定量化提供強有力的技術支持。

參考文獻：

[1]常直楊，孫偉紅，王建，等.數字高程模型在構造地貌形態分析中的應用現狀及展望[J].南京師大學報（自然科學版），2015，38（04）：129-136.

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