中國數(shù)字地貌數(shù)據(jù)

1、中國數(shù)字地貌數(shù)據(jù)文檔（地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)編制 2008-4-4中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所北京朝陽區(qū)大屯路甲 11 號， 100101 ， ；）1 引言地貌是自然地域綜合體的主導(dǎo)要素， 直接影響甚至決定著其他要素的特征。 地貌條件與生產(chǎn)建設(shè)關(guān)系十分密切。19781985年國家科學(xué)技術(shù)規(guī)劃將“全國 1: 100萬地貌研究”其列為全國108 項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容之一， 并立項(xiàng)組織全國地貌學(xué)家和相關(guān)專家共同開展中國地貌的研究工作， 積累了一大批寶貴的地貌資料和圖集， 并編制出版了其中 15 幅 1： 100 萬地貌圖 （全國陸域共64 幅）。為了推動地學(xué)信息圖譜的研究工作， 使其不僅具有概念和理論的探討

2、， 而且具有明確的應(yīng)用研究目標(biāo)， 以“中國地貌空間格局及其演化機(jī)理”作為研究對象， 試圖由此而建立起地學(xué)信息圖譜理論與方法體系。自 2001 年起，在國家自然科學(xué)基金委國家杰出青年基金的支持下，啟動了中國地貌（世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)版） 和地貌制圖的試驗(yàn)研究工作，并組織中國科學(xué)院相關(guān)研究所和有關(guān)的大學(xué)， 再度發(fā)起百萬地貌圖的編制工作。 之后， 該項(xiàng)工作得到了國家科技基礎(chǔ)條件平臺建設(shè)計劃“地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)” （ 2005 年） 、國家自然科學(xué)青年基金（2005）和中國西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)平臺（2006年一一）等項(xiàng)目的進(jìn)一步支持，使中國 1:100 萬數(shù)字地貌圖得以持續(xù)發(fā)展。數(shù)據(jù)庫名中國 1:100 萬

3、數(shù)字地貌數(shù)據(jù)編寫目的為了完整地介紹中國 1:100 萬 15 幅老地貌圖的收集和數(shù)字化、全國 1:100 萬數(shù)字地貌數(shù)據(jù)的遙感解譯、集成、更新等地貌數(shù)據(jù)內(nèi)容和方便用戶的使用，特編寫了本文檔。定義地貌圖既是地貌學(xué)研究的重要內(nèi)容， 也是地貌學(xué)研究成果綜合體現(xiàn)， 可以較為全面地反映我國地貌學(xué)研究的進(jìn)展和水平。中國 1:100 萬地貌圖為普通地貌圖， 是按照目前國內(nèi)外普遍認(rèn)可的形態(tài)成因相結(jié)合分類體系的基礎(chǔ)上編制的中小比例尺地貌圖， 該圖的編制工作充分繼承了二十世紀(jì)八十年代我國地貌學(xué)家編制百萬地貌圖的分類規(guī)范， 并進(jìn)一步構(gòu)建了中國 1:100 萬數(shù)字地貌分類體系， 地貌形態(tài)成因類型數(shù)達(dá)2400 多個，中

4、國 1:100 萬數(shù)字地貌數(shù)據(jù)以形態(tài)、成因、物質(zhì)等屬性的分層分級方式集成。2 .數(shù)據(jù)庫內(nèi)容說明數(shù)據(jù)庫內(nèi)容一般描述（限200字）中國數(shù)字地貌數(shù)據(jù)庫包括三個層次的數(shù)據(jù)：（1）中國1:400萬形態(tài)地貌圖（李炳元，1994）和中國1:400萬構(gòu)造地貌圖（陳志明， 1994）數(shù)字柵格圖（原始紙質(zhì)圖掃描）、矢量數(shù)據(jù)（albers投影）、數(shù)據(jù)說明文檔，總數(shù)量 量達(dá)2G（2）中國1:100萬15幅老地貌圖（20世紀(jì)80年代）的數(shù)字柵格圖（原始紙質(zhì)圖掃描）、 矢量數(shù)據(jù)（Thansverse Mercator 投影）和數(shù)據(jù)說明文檔，總數(shù)據(jù)量達(dá)2G（3）基于遙感影像、地質(zhì)圖、基礎(chǔ)地理底圖、老地貌圖、SRTM-DE喘

5、多源數(shù)據(jù)解譯、更新、集成的全國64幅陸地?zé)o縫拼接的地貌數(shù)據(jù)，以100萬標(biāo)準(zhǔn)分幅方式存儲，ThansverseMercator投影，數(shù)據(jù)量達(dá)2G以上。以及中國1:100萬數(shù)字地貌分類體系及中國數(shù)字地貌遙 感解譯技術(shù)規(guī)程等說明文檔。字段（要素）名稱解釋中國1:100萬數(shù)字地貌分類的形態(tài)成因類型共包括七層，第一層為基本地貌類型， 由地勢起伏度和海拔高度共同產(chǎn)生；第二層和第三層為成因類型；第四、第五、第六層為形態(tài)類型；第七層為物質(zhì)組成或巖性層（表 1）。表1中國1:100萬陸地數(shù)字地貌分類方案（形態(tài)成因類型）基本地貌類型成因類型形態(tài)類型成因類型A層第二層第三層第四層第五層Wd1第七層:起伏高度海拔 高

6、度成因類型次級成因形態(tài)次級形態(tài)坡度坡向 及組合物質(zhì)組成或 巖性平原低海拔海成隨成因類型1按照次級隨形態(tài)們平原和山地：按照成因類臺地中海拔湖成變化而變成因來進(jìn)變，需進(jìn)平坦的型、地表物丘陵高海拔流水化，基本分一步細(xì)分一步細(xì)分傾斜的質(zhì)組成、巖小起伏山地極高海拔風(fēng)成為抬升/侵的形態(tài)類的形態(tài)類起伏的性來區(qū)分中起伏山地冰川蝕、下降/堆型型大起伏山地冰緣積兩種丘陵和山地極大起伏山地干燥平緩的黃土緩的喀斯特陡的火山極陡的（10 種）基本地貌類型由地面坡度、起伏高度和地貌面的海拔高度三個基本指標(biāo)逐級劃分;成因類型是指某種具體的外、內(nèi)營力作用下形成的地貌形態(tài)。次級成因是指隨陸地主導(dǎo)內(nèi)外營力因素變化而變化的塑造地貌

7、形態(tài)的更細(xì)一級指標(biāo)，按照內(nèi)外營力的表現(xiàn)方式，次級成因基本分為抬升/侵蝕、下降/堆積兩種。陸地地貌的形態(tài)類型是與其成因密切相關(guān)的，形態(tài)泛指地貌所展示的外貌形狀，如方的、圓的、長條形的、高的等等，次級形態(tài)是形態(tài)類型的進(jìn)一步細(xì)分，一般在遙感影像上，地貌 的形態(tài)可通過紋理、結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié)來反映。坡度信息為地貌實(shí)體類型坡面的坡度、坡向及其組合類型，這里是指一個圖斑的平均值；對于一些有意義的物質(zhì)組成或巖性類型，需要也在地貌圖上反映出來，如反映海灘是泥質(zhì)的、砂質(zhì)的、礫質(zhì)的，還是生物質(zhì)的；如覆蓋在陸地表面的土壤類型是碳酸鹽的、花崗巖 的、還是火山巖的等等。數(shù)據(jù)源描述中國1:100萬數(shù)字地貌圖編制的數(shù)據(jù)源包括：美國

8、 Landsat TM/ETM和SRTM全球高程 數(shù)據(jù)（90米），國家1:25萬數(shù)字地形圖、1:50萬數(shù)字地質(zhì)圖等，華北平原、祈連山等區(qū)域 地貌圖，青海省、浙江省等省市地貌圖，冰川凍土、黃土等地理專題要素圖。數(shù)據(jù)內(nèi)容描述中國1:100萬數(shù)字地貌將用多邊形（圖斑）來反映的形態(tài)成因類型和用點(diǎn)、線、面圖斑 和符號共同來反映的形態(tài)結(jié)構(gòu)類型分開來完成（圖1）,這樣便于基于 ArcGIS的地貌類型分類、編碼以及類型存儲。圖1中國1: 100萬數(shù)字地貌分類根據(jù)前人研究的成果和 100萬地貌圖上所能反映的地貌類型，全國地貌類型可分為形態(tài) 成因類型和形態(tài)結(jié)構(gòu)類型兩級。按照定義，形態(tài)成因類型為圖斑（即多邊形），采

9、用普染色方法來表現(xiàn)；而形態(tài)結(jié)構(gòu)類型可以點(diǎn)、 線、面三種方式體現(xiàn)出來， 可用顏色和符號共同表達(dá)。借鑒其他資料的編碼方式， 考慮到100萬地貌分類方案，中國數(shù)字地貌形態(tài)成因類型采 用9位編碼，共七層（表 2）。表2陸地數(shù)字地貌基本信息編碼方案（形態(tài)成因類型9位碼）A層第二層第三層第四層第五層第六層第七層1位碼1位碼2位碼1位碼1位碼1位碼1位碼1位碼Class1Class2Class3Class4Class5Class6Class7Geomo門Geomor2Geomor3Geomor4Geomor5Geomor6Geomor7起伏高度海拔高度成因類型次級成因形態(tài)次級形態(tài)坡度或傾斜 程度物質(zhì)組成或

10、巖性數(shù)據(jù)加工方法基于遙感影像等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行中國1:100萬數(shù)字地貌集成、更新將采用分層分級的解譯方法，并參考“中國1:100萬地貌制圖規(guī)范（1987）”按照形態(tài)成因類型和形態(tài)結(jié)構(gòu)類型（點(diǎn)、線、面）分別組織數(shù)據(jù)。其中形態(tài)成因類型分7層，依次為平原與山地類型；基本形態(tài)類型（26種）；成因類型（10種）；次級成因類型；形態(tài)類型；微地貌形態(tài)類型；坡度、坡向及 其組合類型；物質(zhì)組成或巖性類型。形態(tài)結(jié)構(gòu)類型包含在所有的15種成因類型中，分別按照屬性特征、面積大小等按照點(diǎn)、線、面三種方式組織數(shù)據(jù)。平原與山地界線（形態(tài)成因類型）：平原和山地是地貌體系的控制框架。從 ETM歷史 地貌圖和DEM十算的地勢起伏度都

11、可獲得山地和平原的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和紋理等特征，如遙感數(shù)據(jù)上山地都存在有明顯的溝壑，將所有數(shù)據(jù)在ArcMap中旋轉(zhuǎn)180度后，利用DEM十算出的地勢起伏度、坡度和三維立體圖尋找準(zhǔn)確山底線、 山麓線來勾畫山地和平原界線； 勾畫該界 線時，將比例尺放到 1:10萬上，這樣可保證界線精度。基本地貌類型界線（形態(tài)成因類型）：利用基于DEM勺海拔高度等級劃分、地面相對起 伏度、基于海拔和起伏度的基本地貌形態(tài)等級獲得26種基本地貌類型，作為在遙感數(shù)據(jù)上解譯26種地貌類型并編碼的定性參考。利用遙感數(shù)據(jù)和歷史地貌圖在第一層平原和山地兩 大類劃分的基礎(chǔ)上，勾畫出26種基本形態(tài)類型界線，在區(qū)分和勾畫小起伏山地、中起伏山

12、地、大起伏山地和極大起伏山地的界線時，要注意山地的完整性，不能將一個完整山地的上半部分判別為大起伏， 下半部分判別為中起伏， 如果一個完整山地的地勢起伏度出現(xiàn)上下不 一致的情況，為保證該類型的完整性， 將該圖斑從相鄰明顯界線分割的溝谷分割開，其屬性定為最大屬性的類型。成因類型界線（形態(tài)成因類型）：在第一層26種基本形態(tài)類型劃分基礎(chǔ)上，劃分 10種 成因類型，包括海成、湖成、流水、冰川、冰緣、風(fēng)成、干燥、黃土、喀斯特、火山熔巖。勾畫界線依據(jù)：1）從遙感影像和歷史地貌圖勾畫出 10種成因類型界線，參考?xì)v史地貌圖確 定界線；2）參考?xì)v史文獻(xiàn)確定部分成因界線，如北京幅上 5m等高線被視為海成地貌界線；

13、 3）參考某些特殊地貌類型界線區(qū)分地貌成因界線，如黃土覆蓋范圍、冰川覆蓋范圍、多年凍土界線、干燥指數(shù)界線、沙漠界線、喀斯特分布區(qū)域界線等；4）參考地質(zhì)圖確定喀斯特界線和火山熔巖成因界線；5 ）根據(jù)遙感影像顏色和紋理判斷不同成因類型，并結(jié)合資料及地貌專家知識來確定。次級成因類型界線（形態(tài)成因類型） ：在第二層基礎(chǔ)上，對平原和臺地按照次一級成因類型進(jìn)行劃分， 即堆積和侵蝕剝蝕作用的劃分；勾畫界線依據(jù)： 1） 歷史地貌圖確定界線；2）根據(jù)DEM勺坡度來確定界線；3）根據(jù)遙感影像上的顏色和紋理特征來確定界線。如從山地到平原內(nèi)部，流水地貌的次級成因類型過渡規(guī)律為：洪積洪積沖積沖積沖積海積或沖積湖積； 從

14、湖中心向四周， 湖成地貌次級成因類型依次為： 湖積 湖積沖積沖積湖積；從海洋到陸地，海成地貌次級成因類型依次為海積海積沖積沖積海積，等等。形態(tài)類型界線（形態(tài)成因類型） ：在第三層次級成因的基礎(chǔ)上，按照形態(tài)進(jìn)行劃分，如流水地貌的沖積平原再劃分出河道、河漫灘、低階地、沖積扇等類型。確定形態(tài)類型界線：1）根據(jù)遙感影像上的顏色和紋理特征來確定界線； 2）參考?xì)v史地貌圖確定界線；從平原河道兩旁到平原內(nèi)部，沖積平原地貌形態(tài)類型過渡規(guī)律為：河道河漫灘低階地沖積扇平原、決口扇、洼地或高地；從湖中心向四周，湖積地貌形態(tài)類型依次為湖灘湖積低階地湖積沖積平原、洼地、高地；從海洋到陸地， 海積地貌形態(tài)類型依次為海灘海

15、積低階地海積沖積平原、洼地、高地；從平原往山地方向，臺地按相對起伏度依次為高階地低臺地高臺地；從平原往山地方向， 丘陵按相對起伏度依次為低丘陵高丘陵；3）風(fēng)成地貌的形態(tài)類型比較特別，其分布規(guī)律比較難確定，需要地貌專家來定；4 ）黃土地貌的形態(tài)類型需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)化，將梁、塬和峁組合，歸并到臺地和丘陵等等。微地貌形態(tài)類型界線（形態(tài)成因類型） ：在形態(tài)類型的基礎(chǔ)上，按照形態(tài)進(jìn)行細(xì)化。按照地貌分類方案，次級形態(tài)類型在流水地貌的沖積平原； 風(fēng)成地貌的沙丘、 沙壟和沙山；黃土地貌的臺地和丘陵地區(qū)都有，大部分類型需結(jié)合歷史地貌圖完成。坡度、坡向及其組合類型界線（形態(tài)成因類型） ：這一層在平原、臺地、丘陵和山

16、地類型中都有反映。 根據(jù)分類方案和編碼體系， 山地和平原的坡度、 坡向及其組合的數(shù)量及等級劃分各不相同，總共有七類：即山地包括：極陡的、陡的、緩的和平緩的；平原包括：起伏的、傾斜的、平坦的。利用DE微據(jù)計算的單元坡度值按照圖斑的平均值來賦該圖斑的最終坡度，也可按照山脊線來勾畫陽坡或陰坡來區(qū)分坡的陡緩狀況。物質(zhì)組成或巖性類型界線（形態(tài)成因類型） ：物質(zhì)組成是反映地貌物質(zhì)分異規(guī)律的重要指標(biāo)， 特別在構(gòu)造比較復(fù)雜的區(qū)域， 物質(zhì)分異現(xiàn)象非常明顯， 這次 100 萬數(shù)字地貌需對特殊地貌按照物質(zhì)進(jìn)行解譯，包括紅層、花崗巖、砂質(zhì)等。形態(tài)結(jié)構(gòu)類型的點(diǎn)、線、面地貌界線：參考老地貌圖、地質(zhì)數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)等資料，按照地

17、貌類型的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、 發(fā)育狀況、 圖斑大小等來確定分別以點(diǎn)、 線、 面三種方式解譯并組織數(shù)據(jù)。利用各種資料，輔助遙感圖像上解譯的個體地貌，如古河道高地，古河道洼地，河流階地，黃土溝等，應(yīng)標(biāo)出它們的位置和大致分布范圍。形態(tài)結(jié)構(gòu)類型在15種地貌成因種都有所反映，特別是一些典型、具有地方特色的地貌類型或現(xiàn)象，都可以用形態(tài)結(jié)構(gòu)類型來反映（如圖2）。一一.妄5喜三>第v£一手委管手<. 三三段上三三三意一二目居 一11暨二=-=三一三=三三三二二 Lt一1-二三 - 二,：二：圖2基于遙感影像等多源數(shù)據(jù)更新、解譯并編制的西寧幅1:100萬地貌圖數(shù)據(jù)質(zhì)量描述利用多源數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了地貌單

18、元界線的準(zhǔn)確定位和基于多源信息復(fù)合下地貌類型屬性的 確切賦值，解譯比例尺為 1: 10萬。根據(jù)遙感圖像等多源資料來確定地貌類型界線，應(yīng)特別地貌實(shí)體的完整性。類型界線應(yīng)沿山麓線、坡折線、溝谷線和其他明顯地貌結(jié)構(gòu)標(biāo)志的界線繪制，保持各類地貌輪廓圖形的特點(diǎn)和真實(shí)性。勾畫的地貌界線應(yīng)平緩圓滑過渡，不應(yīng)出現(xiàn)突變拐點(diǎn)， 界線應(yīng)符合地貌成因； 要求圖幅上地貌界線密度均勻，避免部分區(qū)域界線過密，一部分區(qū)域界線過疏。長形的地貌類型（如河谷平原、古河床高地、古河床洼地等）應(yīng)保證最小寬度大于 500m 以上，如地貌界線和雙線河或湖泊外邊界線相重疊時，地貌界線應(yīng)向外擴(kuò)張一部分，以保證地貌界線不被底圖界線所覆蓋；遙感定性判讀準(zhǔn)確率不低于95艱上，遙感定位判讀誤差不超過2個像元，最小圖斑面積為。3數(shù)據(jù)庫運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行環(huán)境地貌圖遙感解譯采用 ArcGIS軟件平臺，