地形空间范文

地形空间范文（精选3篇）

地形空间 第1篇

一、学习地形知识的犯难问题

新高考中频频出现区域地理试题, 地形是确定区域位置、分析区域特征和明确区域发展方向的重要素材。但中国之大, 地形繁杂, 加上学生空间表象建构能力欠缺, 不少学生在地形学习之后对中国局部区域常常位置不清, 地形种类不明。究其因, 主要有如下三个犯难问题。

(一) 山脉走向的判定

对于初学者或是学习基础差的学生, 对于中国山脉走向的表象, 往往不能较好的建构, 山脉走向判断也不得法, 尤其是在指向标地形图上, 对山脉走向的判断常犯迷糊。

(二) 山脉整体格局的建构

中国山脉纵横交错, 其长短不一, 走向纷杂, 整体格局很难建构。许多学生对于各山脉的具体空间位置不清, 其相对空间位置关系更是因无序而混乱。

(三) 地形区的判定与推断

在特定的某区域内, 由于没有或无法掌握特定地形区的空间数据, 也无法确定其真实的空间位置, 更谈不上由已知地形区推断邻近的未知地形区。

二、地形空间表象的建构策略

如何让学生学得有法、有味、高效, 迅速摆脱中国各个地形区的定位不清、推断困难的被动局面?细细思量, 中华大地绵延的山脉像一道道脊梁把祖国大地分割成若干区域, 这些区域, 或是高原, 或是平原, 或是盆地……足以见得, 绵长的山脉既是我国地形的基本骨架, 自然也是建构中国地形空间表象的绝好框架, 因此, 在教学时, 应把住中华大地之“脉”, 建构中国山脉的空间表象。还有, 表象建构因美丽而深刻, 建构时别把美丽埋没, 应充分挖掘美的东西。建议在如下表象建构策略的指导下学生学习、掌握中国地形。

(一) 山脉走向———“点—建—断”建构

地理概念是学习地理科学重要的知识基础。只有掌握概念, 才能提高学习知识的能力, 才能对各种事象的发展与变化作出正确判断。在地理学习中, 学生因缺少空间表象的经验和能力, 难于建构、理解山脉走向这一概念。山脉走向空间表象的建构过程是:首先是解字释义, “走向”就是山脉行走方向或延伸方向。并借助媒体的动态音像, 将语言形式的听觉信息转化成图像形式的视觉信息, 帮助学生建构山脉走向的空间表象。再由教师例举示范, 后经学生尝试判断, 好让学生感受成功的体验。在对山脉走向的空间表象建构中历经的“释义理解—演示建构—例举示范—尝试判断”四个过程, 始终坚守由易到难、循序渐进的原则, 严格遵循学生的认知规律。表象内容也从简单到复杂, 先是东西走向、南北走向, 再是东北—西南走向、西北—东南走向, 最后是弧形山脉, 从而帮助学生建立起了具有良好层级性的认知结构。

《地理课程标准》提倡学生在学习中发现问题、探究问题, 并提出解决问题的方案。因此, 在学生建构各种山脉走向的表象之后, 应进一步引导学生商讨、归纳山脉走向的判定程序:第一, 在图示山脉上点一小点;第二, 以该小点为中心建立方位坐标 (俯视方位坐标, 按顺时针方向, 总是E→S→W→N) ;第三, 依据山脉在方位坐标上的延伸方向判断山脉走向。山脉走向判断程序可以简单概括为“点—建—断” (谐音记忆“点剑断”) 三个步骤, 这其实也是借用空间表象建构活动来完成的。

(二) 走向山脉———诗歌建构

建构主义认为, 学生的知识形成是在已有的知识经验的基础上进行的自我建构的过程, 一个教育家也说:“你可以把马牵到河边, 但你不能强迫马喝水。”这都强调自主建构不仅是学生获得知识的基本途径, 也是学生学习知识的基本权利。按这种认知理论, 采用诗歌构建的方法, 指导学生构建中国地形空间表象, 取得了较好的效果。在明确山脉走向概念、认知各种走向山脉之后, 按习惯性阅读和习惯性书写的空间顺序, 自上而下、自左而右帮助学生建构中国主要山脉的空间格局。其间, 引导学生尝试诗歌创作, 将已获认知编成短诗, 既归纳了知识, 也促进了记忆。下面是经集体修正的成果。

“东西走向有三列, 北列天阴燕 (天山—阴山—燕山) , 中列昆秦大别山 (昆仑—秦岭—大别山) , 南岭横贯长珠 (长江、珠江) 间。”“西北—东南走向山, 阿尔泰山与祁连。弧形山脉在西南, 唐、冈、念、喜 (唐古拉山、冈底斯山、念青唐古拉山、喜马拉雅山) 紧相连。”“南北走向有两列, 南有横断北贺兰。”“东北—西南走向山, 一岭三山 (大兴安岭—太行山—巫山—雪峰山) 居西侧, 中列长白武夷山, 台湾山脉居东侧。”

诗歌创作可以唤醒学生强烈的学习欲望, 缓解紧张的学习氛围, 诗歌的听觉表象也促进了山脉走向的视觉表象建构, 强化了学生对走向山脉的直观性和概括性的记忆。若再能辅以媒体视频图像, 建构视听的综合表象, 使抽象的地理事物更加具体化, 中国山脉自然是成竹在胸, 历历在目。

(三) 山脉位置———空间数据建构

表象是通过感知获得的, 为了使感知简约, 我们不妨告诉学生, 东西走向或近似东西走向的山脉要主抓纬度, 掌握南北走向或近似南北走向的山脉要主抓经度, 确立山脉的“中轴位置”;东北—西南走向或西北—东南走向山脉, 建议从“两端位置”入手。我们还可进一步探究山脉两端的经纬度, 在追求准确性的前提下, 善于对经纬度作灵活性、约略性的加工处理。经数据的比对、改造与重构, 建构其有序的规律性数据, 以便掌握、存储、提取、运用山脉经纬度的空间数据。

例如, 东西走向山脉的天山—阴山—燕山大致纬度依次为:43°N、42°N、41°N, 昆仑—秦岭—大别山大致纬度依次为:36°N、34°N、32°N;再如, 南北走向的横断山、贺兰山和近似南北走向的巫山、太行山、大兴安岭, 其大致经度依次为:100°E、105°E、110°E、115°E、120°E;又如, 东北—西南走向的武夷山, 其两端位置大致是:东北端 (28°N , 118°E) 、西南端 (26°N, 116°E) 。

(四) 地形区位置———联想与想象建构

建构山脉地形骨架的空间表象, 形成各山脉的具体位置和相对位置的空间概念, 进一步引导学生展开联想与发挥想象, “填充”各山脉之间的地形区, 在区域内建构以山脉为主体的各地形区相对位置的空间表象, 其建构模式主要有如下三种。

1.挂珠式:即沿某一条山脉或是沿某一条线路, 联想、想象其两侧的地形区。如“一岭三山”东西两侧、由北而南依次是内蒙古高原、东北平原, 黄土高原、华北平原, 四川盆地、长江长江中下游平原, 云贵高原、东南丘陵。

2.串珠式:以山脉或河流为主线, 联想与想象其穿越的地形区。如, 小兴安岭—长白山穿越东北平原, 武夷山—南岭穿越东南丘陵;黄河顺流依次穿过青藏高原、内蒙古高原、黄土高原、华北平原。

3.抱珠式:引导学生在区域内, 联想与想象被山脉包围的地形区, 还可进一步孕育诗情画意。如新疆的“三山夹两盆”借用“疆”字的诠释早已为众人知晓;“三山环绕”的松辽平原, 更有“犹抱琵琶半遮脸”窥视渤海美景之势;沿长江溯江而上, 狭长的长江中下游平原往西直至四川盆地, 与其两旁断续绵延的山脉建构“曲径通幽”的意境, 最后西上“群山环抱”的青藏高原, 有如“行到水穷处, 坐看云起时”的梦境。

联想, 是从某一事物想到与之有一定联系的另一事物, 在地形学习时可以由已知山脉联想到其邻近的地形区。而想象则是以表象为基础, 是对原有多种表象进行整合、重构的心理操作过程, 也体现出想象的新颖性和创造性, 使表象得以充实与提高。爱因斯坦说过:“想象比知识更重要, 因为知识是有限的, 而想象力概括世界的一切。”联想与想象是表象的运动与发展, 通过联想与想象开展丰富的表象活动, 可以使学生体验到中国地形的奇特之美、科学之美, 也培养了学生的审美情趣、创作与创新能力。联想与想象是学生在填绘地形图之前的动态思维活动, 这种思维活动更是跨越时空的激情操练, 比执笔填绘训练更加活跃、更加快捷、更加高效, 所得的表象也不失其完整性与深刻性。

三、探究感悟

运用地形空间表象的建构策略, 也不可万能地解决地形学习中所有的棘手问题, 但毕竟是能很好地解决地形学习中的部分难题, 打开地形学习的探究之门, 开拓地形学习的有效途径。采用“点—建—断”巧妙把住中国山脉走向, 了解每一条山脉绵延有形;诗歌表象窥探到许多走向山脉排列有序, 抽象建构多种走向山脉的空间格局;师生通力合作探究有些山脉“循规蹈矩”, 序列性的空间数据有序地表象了各山脉的具体位置及其相对空间位置关系;运用高级的表象活动———富有情趣的联想与想象, 完美建构中国地形。如此的空间表象教学, 让学生真正体验到学习地理的快乐, 真正理解了学习地理的智慧。

摘要：空间表象是对空间实体的简化和抽象的表示。地形空间表象建构有利于培养学生的空间思维能力, 是地理学习不可或缺的思维活动。地形构成种类及其分布都比较复杂, 在地理教学中, 应充分借助地形空间表象建构, 更好地为学生的地理学习服务。

地形空间 第2篇

AutoCAD地形图数据转换为GIS空间数据的技术研究与应用

为了高效地建立地理信息数据库,经常要将各类数字地形图数据转换为符合GIS要求的.数据.以AutoCAD数据为例,介绍批量修改GIS基础图形数据的方法,分析CAD与GIS之间数据转换的各种模式,提出应用GIS数据中间件来实现CAD与GIS数据的无缝转换.并提出数据转换过程中的质量控制的办法.

作 者：陈能 施蓓琦 CHEN Neng SHI Bei-qi 作者单位：上海师范大学,上海,34刊 名：测绘通报 ISTIC PKU英文刊名：BULLETIN OF SURVEYING AND MAPPING年，卷(期)：“”(8)分类号：P208关键词：AutoCAD GIS 数据转换

地形空间 第3篇

人山关系地域系统是山地科学研究的核心, 沟域是连接山区发展人口、资源、生态环境与发展等要素的纽带或血脉, 更是统筹区域资源、产业、人口一体化发展的有效途径。山区的地形因子、沟域的空间分布形态和密度特征是沟域经济发展的自然基础, 使用数字高程模型 (DEM) 和Arc GIS软件对北京山区地形因子、沟域空间形态及密度逐一进行分析和评价。可以从多元方式和视角来深刻认识微观沟域, 为沟域经济空间布局提供基础数据和有益启示。

1 北京山区地形因子评价

数字高程模型 (DEM) 是定量描述地貌结构、水文过程、生物分布等空间变化的基础数据, 是地形信息获取的数据源, 现已被广泛应用于许多领域。地形表面是一个极不规则的曲面, DEM是地形的一个数学模型, 因此可以将它看作是一个或多个函数的和。在空间信息的研究中, 空间物体通常被抽象为点、线、面、体 (曲面) 等四大类, 而除点以外的空间物体都具有形态特征。在地学研究中经常用基本地形因子的各种地表形态描述参数来描述地表形态的一种或多种特征以及地形表面的复杂程度。

1.1 等高线评价

等高线可以表示地面上个点的海拔高度、坡度的大小以及地貌形态等, 根据等高线可以计算地面坡度、估算水库库容、平整土地、设计道路等, 对于山区沟域经济建设起到良好支撑作用。从等高线的疏密可以直接判断地面的坡性:等高线密集的地方表示陡坡, 反之表示缓坡;等高线间隔均匀, 表示上下坡度均匀一致, 是均匀坡;自下而上, 等高线由密而疏, 表示山下部坡陡, 上部坡缓, 是凸形坡, 反之, 是凹形坡。

基于Arc GIS平台栅格数据空间分析功能, 对北京山区 (门头沟区、房山区、昌平区、延庆县、怀柔区、密云县、平谷区) 的原始DEM数据进行空间分析。由等高线图可知, 门头沟、怀柔和房山、延庆等高线较为密集, 昌平、平谷、密云等高线较为稀疏 (图1) 。

1.2 高程分析

从北京山区DEM数据分析得知, 土地高程范围是0~2390m, 按400 m的间距可分为六级 (表1和图2) 。

1.3 坡度空间分异

地面某点的坡度是过该点的切平面与水平地面的夹角, 是高度变化的最大值比率, 表示了地表面在该点的倾斜程度。基于DEM数据, 利用Arcgis的Slope工具提取坡度 (表2和图3) 。

坡度对土地利用有着重要的影响:小于3°的土地较为平整, 一般不发生明显侵蚀, 多为平坦平原、盆地中央部分、宽浅谷底底部、台面;小于6°的坡地, 多为山前地带、山前倾斜平原、冲积、洪积扇、浅丘、岗地、台地、谷地等, 可以作为农用旱地或牧草地;大于6°的坡地, 易产生强烈的侵蚀, 需修筑梯田或采用水保耕作法等水保措施;6°~15°水土流失比较严重, 属于中度侵蚀, 多为山麓地带、盆地周围、丘陵;25°是退耕还林还牧界限, 一般在200~1500m的山地中;沟坡地的地面坡度大部分在35°以上, 应以种草造林为主要利用方式, 以保护边坡的稳定性, 防止崩塌、错落等重力侵蚀发生。

1.4 坡向空间分异

地面任何一点切平面的法线在水平面的投影与过该点的正北方向的夹角成为该点的坡向。坡向是决定局部地面接收阳光和重新分配太阳辐射量的重要地形因子之一, 直接造成局部地区气候特征的差异, 辐射收入南坡最多, 其次为东南坡和西南坡, 再次为东坡与西坡及东北坡和西北坡, 最少为北坡。坡向还直接影响到诸如土壤水分、地面无霜期以及作物生长适宜性程度等多项重要的农业生产指标 (表3和图4) 。

2 沟域空间形态识别

2.1 北京山区沟域空间分布

基于Arc GIS平台水文分析功能, 对原始DEM数据进行洼地填充、水流方向提取、汇流累积量计算后, 得到的山区沟域的空间分布, 同时结合ETM遥感影像, 对不符合实际情况及拓扑关系错误的个别伪沟域进行调整。

经过对汇流累计量不断调试和设定 (分别为100、500、1000、2000、3000、5000、10000、20000) , 又经遥感影像对比和实地勘察, 最终确定汇集累计量等于5000时, 提取的沟域比较符合北京山区沟域实际情况 (图5) 。

在流水、气候、地形、岩性、植被等因素综合影响下, 北京山区沟域基本符合戴维斯随机游动模拟过程, 即经过经水流的随机漫流、汇合、切割, 最终会呈现一种不对称人字形或树枝状。

2.2 沟域形态识别

坡面水流、沟域水流和河流共同作用于地表, 通过冲刷、搬运和堆积的过程, 使物质发生位移, 促进沟域地貌的形成。坡面水流在任何具有倾斜的地面上都可以进行作用, 沟域与河流则成线状分布, 参考水系平面形状的特征, 对沟域形态进行识别, 可以为沟域经济的发展和布局提供基础和支撑, 进而总结发展的一般规律和内在机理。沟域与主要水系的空间关系如图6所示。

如图7所示, 各山区县沟域形态各异, 其主要特征如下:

⑴房山区沟域:以海河流域大清河水系为主, 主要河流为拒马河和大石河, 沟域主要分布在河流单侧, 并且多与河流直角相交, 沟域形态整体呈现单侧平行梳齿状。

⑵门头沟区沟域:以海河流域永定河水系为主, 主要河流为永定河, 沟域在河道两侧形成, 主沟成型显著, 并且多与河道近90°相交, 沟域形态整体呈现两侧垂直格子状。

⑶昌平区沟域:属于海河流域北运河水系, 主要河流为温榆河, 沟域呈现多次转弯, 部分主沟的上游甚至出现90°的转弯, 沟域形状整体呈现环形倒钩状和枝形倒钩状。

⑷延庆县沟域:以海河流域永定河水系和潮白蓟运河流域蓟运河水系为主, 主要河流为永定河、妫水河和潮白河, 沟域主要分布于河道两侧, 沟域体量相对较小, 因几条河流相互交错, 沟域形态整体呈现条形网络状。

⑸怀柔区沟域:以潮白蓟运河流域蓟运河水系为主, 主要河流为汤河、潮白河和怀九河, 沟域基本在河流单侧形成, 并且多与河流锐角相交, 沟域形态整体呈现单侧斜交树枝状。

⑹密云县沟域:属于潮白蓟运河流域潮白河水系, 主要河流为潮白河和潮河, 潮河为潮白河上游之一, 沟域沿河流两侧形成, 河流弯度较大、相对密集。因此, 沟域形态整体呈现双侧斜交放射状。

⑺平谷区沟域:属于潮白蓟运河流域蓟运河水系, 主要河流为蓟运河, 沟域基本沿河道单侧分布, 另一侧沟域分布稀疏, 沟域形态整体呈现单侧斜交扇面状。

3 沟域密度评价

沟域密度是地形发育阶段、降水量、地势高差、土壤渗透能力和地表抗蚀能力的重要特征值, 它是气候、地形、岩性、植被等因素的综合反映。一般地面越破碎、地形越起伏多变的地方沟域密度越大;沟域密度越大的地方也越容易形成地表径流, 地表径流形成越快, 对土壤冲刷越严重。因此, 沟域密度的分析与评价对于了解区域地形发育特征、沟域分布情况和沟域经济发展布局有重要参考价值。

沟域密度指单位面积内沟谷或者沟道的总长度, 数学表达式为:

式中:Vs指沟域密度;指区域内沟域总长度 (km) ;A指区域面积 (km2) 。

3.1 区县层面沟域密度评价

沟域密度较大的区县是密云、延庆、昌平, 沟域密度较小的区县是平谷、房山、门头沟, 沟域密集程度与河流、水库空间分布呈明显的正显著相关。

3.2 乡镇层面沟域密度评价

房山区沟域密度较大的区域是佛子庄乡、南窖乡、石楼镇;门头沟区沟域密度较大的区域是斋堂镇、雁翅镇、清水镇、王平镇、妙峰山镇;昌平区沟域密度较大的区域是流村镇、马池口镇、阳坊镇、长陵镇、兴寿镇;延庆县沟域密度较大的区域是康庄镇、大榆树镇、沈家营镇、旧县镇、永宁镇、沈家营镇、千家店镇、四海镇、珍珠泉乡;怀柔区沟域密度较大的区域是北房镇、琉璃庙镇、宝山镇、汤河口镇、长哨营满族乡、喇叭沟门满族乡;密云县沟域密度较大的区域是石城镇、西田各庄镇、穆家峪镇、太师屯镇、不老屯镇、新城子镇、大成子镇;平谷区沟域密度较大的区域是大华山镇、刘家店镇、金海湖镇、南独乐河镇、夏各庄镇 (见表5和图8) 。

3.3 村域层面沟域密度评价

以村庄为统计单元, 以沟域密度的平均值为统计变量, 得出沟域密度村域分异布局, 根据natural breaks (jenks) 分类方法, 将沟域密度划分为低密度区、中低密度区、中高密度区和高密度区四大类, 分别各占样本总数的15.8%、31.4%、35.6%和16.8% (如图8) 。

注:括号内为行政村个数

4 结论

山区的地形因子、沟域空间形态和沟域密度有内在的自然逻辑关系。数字高程模型 (DEM) 是定量描述地貌结构、水文过程、生物分布等空间变化的基础数据, 是地形信息获取的数据源, 现已被广泛应用于许多领域。在地学研究中经常用基本地形因子的各种地表形态描述参数来描述地表形态的一种或多种特征以及地形表面的复杂程度, 一般包括表面积、体积、坡度、坡向、坡长、坡形、曲率等。因此, 可以借助于数字高程模型和Arc GIS平台对沟域的地形因子、空间形态和密度逐一进行分析和评价, 进而为山区生态、生产、生活空间的优化布局提供基础依据和有益启示。

摘要：山区的地形因子、沟域的空间分布形态及密度特征是沟域经济发展的自然基础, 并且具有内在的逻辑关系。使用数字高程模型 (DEM) 和Arc GIS软件对北京山区的地形因子、沟域空间形态及密度逐一进行分析和评价, 可以从多元方式和视角来深刻认识微观沟域, 为沟域经济空间布局提供基础数据和有益启示。地形因子从等高线、高程、坡度、坡向等方面梳理、总结地形特征、利用特点和空间分布。基于Arc GIS平台水文分析功能, 提取北京山区的沟域, 进而总结沟域与主要水系的空间关系和空间形态。使用地表径流漫流模型, 采取核函数 (Kernel) 内插原理, 按照汇流累计量模拟沟域密度空间分布情况, 并基于不同空间尺度总结沟域密度分异特征。

关键词：北京山区,地形因子,沟域空间形态,沟域密度

参考文献

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[3]钟祥浩.加强人山关系地域系统为核心的山地科学研究[J].山地学报, 2011, 29 (1) .