趙永杰 黃 曉 邢 倩 張雪梅 李偉妙

河北師范大學(xué)匯華學(xué)院，河北石家莊 050091

引言

河流與構(gòu)造活動(dòng)之間有著密切的聯(lián)系[1-2]，DEM按照數(shù)學(xué)矩陣的方式來描述地表形態(tài)，包含并可以從中提取豐富的地貌信息。為定量研究地表過程提供了基礎(chǔ)[3-5]。

在柳江盆地前人對于大石河已進(jìn)行深入研究，但基于DEM的研究還不是很深入?；贒EM的研究可以更直接的了解大石河構(gòu)造活動(dòng)，獲得地貌類型準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，了解易發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，在地質(zhì)公園選址和旅游活動(dòng)中注意避讓構(gòu)造活動(dòng)區(qū)域[6]。

一 區(qū)域概況

柳江盆地位于河北省秦皇島市，有標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)剖面、典型地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)遺跡，大石河作為該區(qū)域內(nèi)最主要的河流，為山區(qū)河流，河床主要是礫石。由于多次的構(gòu)造旋回，形成了柳江盆地大石河五級階地。該地屬暖溫帶半濕潤大陸性氣候，降水多集中在七八月份。因此對河流階地的保護(hù)和防止地質(zhì)災(zāi)害對人類的生產(chǎn)和生活至關(guān)重要。

二 研究手段

本文以柳江盆地1：50000地形圖為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，結(jié)合野外觀測，利用Coraldraw合成野外觀測圖示意圖（圖1），用 Google Earth標(biāo)出定點(diǎn)圖（圖2），找到河流階地的野外觀測數(shù)據(jù)，再使用ArcGIS軟件獲取高程信息，生成DEM。

圖1 大石河五級階地實(shí)地觀察圖

圖2 大石河河流階地定點(diǎn)圖

三 利用DEM對大石河河流階地進(jìn)行分析

（一）利用高程分析

利用ArcGIS形成數(shù)字高程分析圖（圖3）：在圖中白色的區(qū)域海拔高度為350—400米、灰色為300—350米、棕色為250—300米、紅色為200—250米、黃色為150—200米、綠色為100—150米、淺黃色為50—100米。對比地形的數(shù)據(jù)得出在大石河地區(qū)地勢總體起伏不大，相對平坦。

圖3 大石河數(shù)字高程分析圖

（二）利用坡度分析

利用ArcGIS做出坡度分析圖（圖4）：大部分地區(qū)綠色地區(qū)，代表坡度在0—0.96度之間。淺綠色代表坡度為0.96—1.94度、再淺為1.94—3.22度、顏色從上到下代表的坡度逐漸增加，紅色為33.7—90.0度，且所占的面積占很大比重，說明該區(qū)域地勢坡度大。從圖中分析坡度變化，人們在生產(chǎn)生活集中在坡度較小的地方，在坡度較大的地方的開發(fā)和利用的過程中要注意因地制宜，此類坡度較大的地區(qū)可以作為旅游景區(qū)進(jìn)行開發(fā)，但要注意相關(guān)基礎(chǔ)配套設(shè)施如餐廳、衛(wèi)生間等需要游客長時(shí)間停留及客流較大的區(qū)域不適合建設(shè)在此處。

圖4 大石河坡度分析圖

（三）利用DEM分析河流階地

通過對柳江盆地大石河河流階地的DEM分析，可清晰看到大石河河流的五級階地（圖5），圖中深紅色部分為五級侵蝕階地，絕對高度在350—420米，黃色為四級侵蝕階地，絕對高度在210—260米，綠色為三級侵蝕階地，絕對高度在140—210米，二級和一級為堆積階地，相對高度小于140米，相對高度只有15米和12米，可以直觀表示間歇性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成階地的過程。即總體以構(gòu)造抬升為主，經(jīng)歷了5次間歇性的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，三、四、五級階地構(gòu)造抬升速率大于一二級階地，上游大于下游。

圖5 大石河地區(qū)DEM圖

階地面相對較平坦，有農(nóng)業(yè)活動(dòng)，階坡相對比較陡，因此地質(zhì)公園選址和旅游路線應(yīng)注意避讓。

四 結(jié)語

在分析河流地貌高程和坡度的基礎(chǔ)上，基于DEM的河流階地分析解決了傳統(tǒng)的需要多個(gè)橫剖面采樣點(diǎn)做出河流階地位相圖，再分析構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過程，DEM能直觀分析出大石河新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也分析了在人類活動(dòng)影響下河流階地的利用、保護(hù)和防災(zāi)減災(zāi)等方面以及地質(zhì)公園選址和旅游路線應(yīng)注意避讓。柳江盆地大石河河流階地的DEM分析還可以應(yīng)用到地貌學(xué)的教學(xué)中，讓學(xué)生對大石河地區(qū)的DEM進(jìn)行直觀的觀察，有助于學(xué)生對該河流階地的理解。