中国数字地貌数据

1、中国数字地貌数据文档（地球系统科学数据共享网编制2008-4-4中国科学院地理科学与资源研究所北京朝阳区大屯路甲11号，100101,;）1 .引言地貌是自然地域综合体的主导要素，直接影响甚至决定着其他要素的特征。地貌条件与生产建设关系十分密切。19781985年国家科学技术规划将“全国1:100万地貌研究”其列为全国108项重点内容之一，并立项组织全国地貌学家和相关专家共同开展中国地貌的研究工作，积累了一大批宝贵的地貌资料和图集，并编制出版了其中15幅1:100万地貌图（全国陆域共64幅）。为了推动地学信息图谱的研究工作，使其不仅具有概念和理论的探讨，而且具有明确的应用研究目标，以“中国地貌

2、空间格局及其演化机理”作为研究对象，试图由此而建立起地学信息图谱理论与方法体系。自2001年起，在国家自然科学基金委国家杰出青年基金的支持下，启动了中国地貌（世纪网络版）和地貌制图的试验研究工作，并组织中国科学院相关研究所和有关的大学，再度发起百万地貌图的编制工作。之后，该项工作得到了国家科技基础条件平台建设计划“地球系统科学数据共享网”（2005年一一）、国家自然科学青年基金（2005）和中国西部环境与生态科学数据平台（2006年一一）等项目的进一步支持，使中国1:100万数字地貌图得以持续发展。数据库名中国1:100万数字地貌数据编写目的为了完整地介绍中国1:100万15幅老地貌图的收集和

3、数字化、全国1:100万数字地貌数据的遥感解译、集成、更新等地貌数据内容和方便用户的使用，特编写了本文档。定义地貌图既是地貌学研究的重要内容，也是地貌学研究成果综合体现，可以较为全面地反映我国地貌学研究的进展和水平。中国1:100万地貌图为普通地貌图，是按照目前国内外普遍认可的形态成因相结合分类体系的基础上编制的中小比例尺地貌图，该图的编制工作充分继承了二十世纪八十年代我国地貌学家编制百万地貌图的分类规范，并进一步构建了中国1:100万数字地貌分类体系，地貌形态成因类型数达2400多个，中国1:100万数字地貌数据以形态、成因、物质等属性的分层分级方式集成。2 .数据库内容说明数据库内容一般描

4、述（限200字）中国数字地貌数据库包括三个层次的数据：（1）中国1:400万形态地貌图（李炳元，1994）和中国1:400万构造地貌图（陈志明，1994）数字栅格图（原始纸质图扫描）、矢量数据（albers投影）、数据说明文档，总数量量达2G（2）中国1:100万15幅老地貌图（20世纪80年代）的数字栅格图（原始纸质图扫描）、矢量数据（ThansverseMercator投影）和数据说明文档，总数据量达2G（3）基于遥感影像、地质图、基础地理底图、老地貌图、SRTM-DE喘多源数据解译、更新、集成的全国64幅陆地无缝拼接的地貌数据，以100万标准分幅方式存储，ThansverseMercat

5、or投影，数据量达2G以上。以及中国1:100万数字地貌分类体系及中国数字地貌遥感解译技术规程等说明文档。字段（要素）名称解释中国1:100万数字地貌分类的形态成因类型共包括七层，第一层为基本地貌类型，由地势起伏度和海拔高度共同产生；第二层和第三层为成因类型；第四、第五、第六层为形态类型；第七层为物质组成或岩性层（表1）。表1中国1:100万陆地数字地貌分类方案（形态成因类型）基本地貌类型成因类型形态类型成因类型A层第二层第三层第四层第五层Wd1第七层:起伏高度海拔高度成因类型次级成因形态次级形态坡度坡向及组合物质组成或岩性平原低海拔海成随成因类型1按照次级随形态们平原和山地：按照成因类台地中

6、海拔湖成变化而变成因来进变，需进平坦的型、地表物丘陵高海拔流水化，基本分一步细分一步细分倾斜的质组成、岩小起伏山地极高海拔风成为抬升/侵的形态类的形态类起伏的性来区分中起伏山地冰川蚀、下降/堆型型大起伏山地冰缘积两种丘陵和山地极大起伏山地干燥平缓的黄土缓的喀斯特陡的火山极陡的（10种）基本地貌类型由地面坡度、起伏高度和地貌面的海拔高度三个基本指标逐级划分;成因类型是指某种具体的外、内营力作用下形成的地貌形态。次级成因是指随陆地主导内外营力因素变化而变化的塑造地貌形态的更细一级指标，按照内外营力的表现方式，次级成因基本分为抬升/侵蚀、下降/堆积两种。陆地地貌的形态类型是与其成因密切相关的，形态泛

7、指地貌所展示的外貌形状，如方的、圆的、长条形的、高的等等，次级形态是形态类型的进一步细分，一般在遥感影像上，地貌的形态可通过纹理、结构等细节来反映。坡度信息为地貌实体类型坡面的坡度、坡向及其组合类型，这里是指一个图斑的平均值；对于一些有意义的物质组成或岩性类型，需要也在地貌图上反映出来，如反映海滩是泥质的、砂质的、砾质的，还是生物质的；如覆盖在陆地表面的土壤类型是碳酸盐的、花岗岩的、还是火山岩的等等。数据源描述中国1:100万数字地貌图编制的数据源包括：美国LandsatTM/ETM和SRTM全球高程数据（90米），国家1:25万数字地形图、1:50万数字地质图等，华北平原、祈连山等区域地貌图

8、，青海省、浙江省等省市地貌图，冰川冻土、黄土等地理专题要素图。数据内容描述中国1:100万数字地貌将用多边形（图斑）来反映的形态成因类型和用点、线、面图斑和符号共同来反映的形态结构类型分开来完成（图1）,这样便于基于ArcGIS的地貌类型分类、编码以及类型存储。图1中国1:100万数字地貌分类根据前人研究的成果和100万地貌图上所能反映的地貌类型，全国地貌类型可分为形态成因类型和形态结构类型两级。按照定义，形态成因类型为图斑（即多边形），采用普染色方法来表现；而形态结构类型可以点、线、面三种方式体现出来，可用颜色和符号共同表达。借鉴其他资料的编码方式，考虑到100万地貌分类方案，中国数字地貌形

9、态成因类型采用9位编码，共七层（表2）。表2陆地数字地貌基本信息编码方案（形态成因类型9位码）A层第二层第三层第四层第五层第六层第七层1位码1位码2位码1位码1位码1位码1位码1位码Class1Class2Class3Class4Class5Class6Class7Geomor1Geomor2Geomor3Geomor4Geomor5Geomor6Geomor7起伏高度海拔高度成因类型次级成因形态次级形态坡度或倾斜程度物质组成或岩性数据加工方法基于遥感影像等多源数据进行中国1:100万数字地貌集成、更新将采用分层分级的解译方法，并参考“中国1:100万地貌制图规范（1987）”按照形态成因类型

10、和形态结构类型（点、线、面）分别组织数据。其中形态成因类型分7层，依次为平原与山地类型；基本形态类型（26种）；成因类型（10种）；次级成因类型；形态类型；微地貌形态类型；坡度、坡向及其组合类型；物质组成或岩性类型。形态结构类型包含在所有的15种成因类型中，分别按照属性特征、面积大小等按照点、线、面三种方式组织数据。平原与山地界线（形态成因类型）：平原和山地是地貌体系的控制框架。从ETM历史地貌图和DEM十算的地势起伏度都可获得山地和平原的形态、结构和纹理等特征，如遥感数据上山地都存在有明显的沟壑，将所有数据在ArcMap中旋转180度后，利用DEM十算出的地势起伏度、坡度和三维立体图寻找准确

11、山底线、山麓线来勾画山地和平原界线；勾画该界线时，将比例尺放到1:10万上，这样可保证界线精度。基本地貌类型界线（形态成因类型）：利用基于DEM勺海拔高度等级划分、地面相对起伏度、基于海拔和起伏度的基本地貌形态等级获得26种基本地貌类型，作为在遥感数据上解译26种地貌类型并编码的定性参考。利用遥感数据和历史地貌图在第一层平原和山地两大类划分的基础上，勾画出26种基本形态类型界线，在区分和勾画小起伏山地、中起伏山地、大起伏山地和极大起伏山地的界线时，要注意山地的完整性，不能将一个完整山地的上半部分判别为大起伏，下半部分判别为中起伏，如果一个完整山地的地势起伏度出现上下不一致的情况，为保证该类型的

12、完整性，将该图斑从相邻明显界线分割的沟谷分割开，其属性定为最大属性的类型。成因类型界线（形态成因类型）：在第一层26种基本形态类型划分基础上，划分10种成因类型，包括海成、湖成、流水、冰川、冰缘、风成、干燥、黄土、喀斯特、火山熔岩。勾画界线依据：1）从遥感影像和历史地貌图勾画出10种成因类型界线，参考历史地貌图确定界线；2）参考历史文献确定部分成因界线，如北京幅上5m等高线被视为海成地貌界线；3）参考某些特殊地貌类型界线区分地貌成因界线，如黄土覆盖范围、冰川覆盖范围、多年冻土界线、干燥指数界线、沙漠界线、喀斯特分布区域界线等；4）参考地质图确定喀斯特界线和火山熔岩成因界线；5）根据遥感影像颜色

13、和纹理判断不同成因类型，并结合资料及地貌专家知识来确定。次级成因类型界线（形态成因类型）：在第二层基础上，对平原和台地按照次一级成因类型进行划分，即堆积和侵蚀剥蚀作用的划分；勾画界线依据：1）历史地貌图确定界线；2）根据DEM勺坡度来确定界线；3）根据遥感影像上的颜色和纹理特征来确定界线。如从山地到平原内部，流水地貌的次级成因类型过渡规律为：洪积-洪积冲积-冲积-冲积海积或冲积湖积；从湖中心向四周，湖成地貌次级成因类型依次为：湖积一湖积冲积一冲积湖积；从海洋到陆地，海成地貌次级成因类型依次为海积-海积冲积-冲积海积，等等。形态类型界线（形态成因类型）：在第三层次级成因的基础上，按照形态进行划分

14、，如流水地貌的冲积平原再划分出河道、河漫滩、低阶地、冲积扇等类型。确定形态类型界线：1）根据遥感影像上的颜色和纹理特征来确定界线；2）参考历史地貌图确定界线；从平原河道两旁到平原内部，冲积平原地貌形态类型过渡规律为：河道-河漫滩-低阶地-冲积扇平原、决口扇、洼地或高地；从湖中心向四周，湖积地貌形态类型依次为湖滩一湖积低阶地-湖积冲积平原、洼地、高地；从海洋到陆地，海积地貌形态类型依次为海滩-海积低阶地-海积冲积平原、洼地、高地；从平原往山地方向，台地按相对起伏度依次为高阶地一低台地一高台地；从平原往山地方向，丘陵按相对起伏度依次为低丘陵一高丘陵；3）风成地貌的形态类型比较特别，其分布规律比较难

15、确定，需要地貌专家来定；4）黄土地貌的形态类型需要进行类型转化，将梁、墟和嵬组合，归并到台地和丘陵等等。微地貌形态类型界线（形态成因类型）：在形态类型的基础上，按照形态进行细化。按照地貌分类方案，次级形态类型在流水地貌的冲积平原；风成地貌的沙丘、沙垄和沙山；黄土地貌的台地和丘陵地区都有，大部分类型需结合历史地貌图完成。坡度、坡向及其组合类型界线（形态成因类型）：这一层在平原、台地、丘陵和山地类型中都有反映。根据分类方案和编码体系，山地和平原的坡度、坡向及其组合的数量及等级划分各不相同，总共有七类：即山地包括：极陡的、陡的、缓的和平缓的；平原包括：起伏的、倾斜的、平坦的。利用DEM（据计算的单元

16、坡度值按照图斑的平均值来赋该图斑的最终坡度，也可按照山脊线来勾画阳坡或阴坡来区分坡的陡缓状况。物质组成或岩性类型界线（形态成因类型）：物质组成是反映地貌物质分异规律的重要指标，特别在构造比较复杂的区域，物质分异现象非常明显，这次100万数字地貌需对特殊地貌按照物质进行解译，包括红层、花岗岩、砂质等。形态结构类型的点、线、面地貌界线：参考老地貌图、地质数据、文献等资料，按照地貌类型的形态结构特征、发育状况、图斑大小等来确定分别以点、线、面三种方式解译并组织数据。利用各种资料，辅助遥感图像上解译的个体地貌，如古河道高地，古河道洼地，河流阶地，黄土沟等，应标出它们的位置和大致分布范围。形态结构类型在

17、15种地貌成因种都有所反映，特别是一些典型、具有地方特色的地貌类型或现象，都可以用形态结构类型来反映（如图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：图2基于遥感影像等多源数据更新、解译并编制的西宁幅1:100万地貌图数据质量描述利用多源数据实现了地貌单元界线的准确定位和基于多源信息复合下地貌类型属性的确切赋值，解译比例尺为1:10万。根据遥感图像等多源资料来确定地貌类型界线，应特别地貌实体的完整性。类型界线应沿山麓线、坡折线、沟谷线和其他明显地貌结构标志的界线绘制，保持各类地貌轮廓图形的特点和真实性。勾画的地貌界线应平缓圆滑过渡，不应出现突变拐点，界线应符合地貌成因；要求图幅上地貌界线密度均匀，避免部分区域界线过密，一部分区域界线过疏。长形的地貌类型（如河谷平原、古河床高地、古河床洼地等）应保证最小宽度大于500m以上，如地貌界线和双线河或湖泊外边界线相重叠时，地貌界线应向外扩张一部分，以保证地貌界线不被底图界线所覆盖；遥感定性判读准确率不低于95艰上，遥感定位判读误差不超过2个像元，最小图斑面积为。3 .数据库运行环境运行环境地貌图遥感解译采用ArcGIS