地理信息系统(GIS)在地质学中的应用

简要讨论了地理信息系统（ＧＩＳ）的研究情况,重点阐述了ＧＩＳ制图技术、可视化技术、空间分析技术、遥感制图技术在地质学领域中的应用,总结了世界各国地学中ＧＩＳ的应用情况．     

关于地理信息系统(GIS)数据精度与质量探讨

GIS空间数据精度与质量直接影响一个国家GIS应用的广度与深度。本文从GIS数据3个基本内容,即空间数据、属性数据、空间数据拓朴关系,论述了空间数据的质量控制因素、属性数据的质量控制因素、空间实体之间关系和空间数据与属性数据之间关系的质量控制因素。     

基于 GIS 的元谋县地质灾害地貌特征研究

元谋县地质灾害频发,严重威胁了人民生命及财产安全。为了研究境内地质灾害区的地貌特征,以GIS为平台,结合DEM数据提取了研究区高程、坡度信息,并计算了地表粗糙度及地形起伏度。并利用研究区灾害调查资料,探讨了高程、坡度、地表粗糙度、地形起伏度与地质灾害之间的相关性。最终结果表明地质灾害分布受地貌特征制约,地质灾害点分布的区域地貌主要表现为高程1500~2000m的次中山、坡度为25°~73°的险坡,地形起伏度为75~200m的小起伏和地表粗糙度为1.3~1.5的区域。     

地理信息系统（GIS）功能

地理信息系统（ＧＩＳ）功能石松连（中国地质勘查技术院）地理信息系统能干些什么？它有哪些功能？这是本讲所要介绍的问题。一、数据采集与编辑功能地理信息系统的核心是要建立一个地理数据库。在建库的过程中，第一步将实体图形数据和描述它的属性数据输入到数据库中。...     

地理信息系统（GIS）概述

地理信息系统（ＧＩＳ）概述石松连（中国地质勘查技术院）编者按：随着改革开放的深入以及社会主义市场经济的发展，各行各业，从地方到中央。对地理信息系统（ＧＩＳ）的需求愈来意迫切，为使广大用户能对地理信息系统有一个基本了解，特邀请中国地质勘查技术院石松连高...     

开发利用地理信息系统(GIS)综合分析地学信息进行矿产预测

众所周知,矿产资源预测是综合地学信息,进行优选靶区的有效手段之一。随着地学工作的深入和勘探技术的发展,已获取了大量的多源地学信息,如地质、地球物理、地球化学和遥感等资料。怎样从这众多的资料中提取有用信息进行综合分析,达到矿产资源预测的目的,一直是地学界探索的课题。过去,应用人工的方法来进行此项工作,不但费力、投资大,而且难以达到预期的效果,方法技术也不利于推广。如今,高速、高质量的计算机已趋于普及,使应用计算机技术高效地处理堆积如山的资料成为可能,尤其是近些年发展起来的地理信息系统(GIS),为综合处理地学资料的矿产资源预测的方法技术,开拓了广阔的前景。地理信息系统是一种计算机系统的应用软件,它集数据库管理和图像分析技术为一体,以空间数据迭加分析为重要特征。地学工作者进行矿产资源预测时,通常是从多源地学资料中提取有用信息,再应用专家知识,结合数学方法,如逻辑运算、贝叶斯(Bayes)规则等,建立预测模型,以模型的推理网格为线索,利用地理信息系统有效的空间分析手段,把各种证据图层综合迭加,最终产生以概率为指标的矿产资源预测图,高概率指示有利的矿产资源远景区,可作为勘探者和决策者进行勘查规划的依据。     

美国国家公园的地理信息系统(GIS)

通过介绍美国国家公园中GIS的管理与实施经验，结合我国在地质公园的GIS应用情况，达到促进我国国家地质公园及其它国家公园中的GIS应用的目的。     

黄土高原风尘沉积的物质来源研究:回顾与展望

黄土高原风尘沉积是青藏高原构造隆升和东亚季风系统共同影响下的产物。由于风尘物质的来源变化,不仅反映了亚洲内陆的干旱化过程,而且同过去大气环流格局变迁关系密切,因而,风尘物质来源的示踪一直是黄土研究的热点问题之一。文章首先回顾黄土来源的示踪方法、黄土物质的可能源区以及黄土物源在构造和轨道时间尺度上的变化特征3个方面取得的研究进展,然后探讨目前物源研究存在的问题及未来的研究展望。     

有关中国黄土高原黄土物质的源区及其输送方式的再评述

仅通过对黄土的研究来认识黄土物质的源地和输送方式、沉降过程往往需要假设和推测一些问题,不够直接和全面,借助对沙漠和大气中沙尘粒子本身的研究则可以更清晰地认识它们.文章在以往对黄土物质源区、输送和沉积过程研究的基础上,对有关这些问题的研究进展,特别是2000～200年以来的进展给出了进一步的评述.结果表明:蒙古源区、以塔克拉玛干沙漠为主体的中国西部沙漠源区和以巴丹吉林沙漠为中心的中国北部沙漠源区贡献了亚洲沙尘释放总量的约70%,它们可视为亚洲沙尘的3个贡献量最大的源区,也可视为是黄土高原黄土物质的主要源地;有关亚洲沙尘的输送,在接近其源区的区域其沙尘浓度峰值在1km及其以下,在中国内陆其峰值通常在1～3km高度,在日本等东亚区域在2～4km高度,在太平洋中部峰值位于4～5km高度,在美国西部在5～7km的位置.通常,亚洲沙尘的区域尺度输送主要受近地面层东亚冬季风的控制,沙尘穿越太平洋的跨洲输送模式与全球尺度的大气环流变化紧密相关,特别是受中纬度西风带的影响.关于黄土高原黄土物质的沉降和堆积,近地面层东亚冬季风起到的是控制性的作用,沙尘在黄土高原的沉降以干沉降为主.晚第四纪黄土-古土壤中的90%以上是亚洲沙尘粒子的沉积物,不到10%受到了再作用过程的影响.     

西宁黄土碎屑锆石年龄特征及其 对黄土高原黄土物源的指示意义

物源研究是理解黄土高原风成沉积物中古环境记录的关键一环。众多证据表明,黄土高原西北部的阿拉善高原及其周边广袤干旱地区是黄土高原黄土的主要风尘源区。但是,基于锆石U-Pb同位素地质年代学的证据对此提出了质疑。黄土高原黄土与青藏高原北部物质中的锆石具有相似的年龄分布,预示黄土高原风尘主要以西风搬运的方式来自青藏高原北部,特别是柴达木盆地。本研究通过分析西宁黄土的锆石年龄特征验证此假说。西宁处于在从青藏高原北部到黄土高原的假想搬运路线上。西宁黄土主要来自青藏高原北部的干旱区。西宁黄土中锆石的主要年龄分布与黄土高原黄土相似,反映青藏高原北部确实为黄土高原黄土的主要物质来源。但是,与黄土高原黄土相比,西宁黄土缺少年龄在360Ma左右和年龄小于100Ma的锆石。这两组年龄的锆石可能来自其他地区,例如处于中亚造山带。由于阿拉善干旱区也通过河流搬运接收来自青藏高原北部的物质,锆石 U-Pb年龄证据并不能排除阿拉善干旱区作为主要风尘物源的可能。相反,阿拉善干旱区还接受来自其北部中亚造山带和其本身华北克拉通的物质,来自阿拉善干旱区的风尘可能更好地解释黄土高原黄土中的锆石年龄特征。     

晚上新世-早更新世北太平洋和黄土高原的风尘沉积记录的初步对比

保存在陆地、海洋和冰芯中的风尘沉积物与粉尘源区的干旱化历史、过去大气环流模式及其强度的演化密切相关,因而,直接的海陆风尘记录对比一直是古气候研究中的热点.为了获得对亚洲粉尘源区的干旱化波动和东亚季风演化的全面认识,较高分辨率地提取了北太平洋ODP 885站深海沉积物中的风尘组分,进而估算了晚上新世-早更新世时段北太平洋中部的风尘通量变化.结果表明,亚洲内陆粉尘源区的干燥度具有大时间尺度的变化特征,在2.Ma左右急剧增加,随后在2.～1.5Ma时段逐渐减小,自1.5Ma开始又逐渐增加.此外,在2.～0.9Ma时段,粉尘源区经历了多次显著的轨道时间尺度上的干湿波动.通过对北太平洋和黄土高原的风尘记录的直接对比,发现在距今约2.Ma,东亚地区的古环境发生了显著的变动,表现为亚洲内陆干旱化的加剧和大幅度冬、夏季风环流的盛行.然而,自2.Ma开始,尤其是1.5Ma以后,由于北太平洋和黄土高原与亚洲粉尘源区的距离不同,两地的风尘通量所揭示的干旱化趋势和变化幅度存有明显差异.北太平洋远离亚洲内陆,其风尘通量变化基本不受粉尘源区范围变化的影响,因而更能反映源区干燥度的变化.相反,黄土高原由于距离粉尘源区较近,风尘通量的变化可能同时受到粉尘源区干燥度和范围的变化以及携带粉尘的风动力强度变化的影响.显然,海洋和陆地古气候记录的直接对比,可为深入认识过去气候变化提供新的思路.     

黄土古气候变化趋势与青藏高原隆升关系初探

粒度和磁化率是两个研究黄土古气候最常用的古环境变化指示参数,它们随着黄土古土壤地层变化而出现峰和谷的对应已经被证明是反映了天文轨道要素的周期变化。文章试图忽略这些受控于轨道要素的气候周期变化,而主要侧重考察黄土地层这两个参数的平均值(或背景值)所反映的长期变化趋势。对兰州九州台黄土进行了系统采样和测量,发现兰州九州台黄土剖面粒度和磁化率曲线显示出两个明显的趋势,粒度从剖面底部向上有明显逐渐变粗趋势,指示着冬季风增强,与此同时,磁化率自下而上却逐渐增大,指示着夏季风增强的趋势。与黄土高原其他黄土剖面磁化率和粒度曲线对比发现,这是两个普遍存在的趋势。地理位置靠近青藏高原的剖面,这两个增大的趋势更明显。冬、夏季风同时逐渐增强是海陆热力差异增大所引起,反映了青藏高原第四纪时期的逐渐不断的隆升过程。因此,根据粒度和磁化率曲线变化趋势线的变化特点可以帮助分析和反推第四纪以来青藏高原隆升的过程。兰州九州台以及黄土高原各剖面粒度和磁化率曲线的线性变化趋势则可能指示着第四纪以来青藏高原是逐渐均匀缓慢的变化过程。我们对22Ma以来风积地层记录的变化趋势也做了分析。前人过去普遍认识的第四纪以来跳跃式或间歇式剧烈隆升在我们的数据中没有得到反映。黄土高原西部西宁、兰州、靖远等剖面磁化率显著的增长趋势可能与青藏高原隆升到一定高度后高原季风加强所致。     

中国黄土高原红粘土环境磁学研究进展

黄土高原地区的红粘土沉积序列蕴含着晚新生代气候变化和高原隆升的信息。最近的研究表明,红粘土与上覆的黄土-古土壤序列具有相似的磁学性质,用环境磁学的方法可以成功地提取红粘土中的古环境、古气候信息。文章评述了近年来红粘土环境磁学研究所取得的一系列进展,对黄土高原红粘土的磁学性质、磁学参数的古环境意义以及红粘土磁化率所记录的米兰科维奇气候周期和东亚夏季风的演化历史等问题进行了回顾和讨论。     

开发西部切入点的研究──以黄土高原生态环境建设切入点为例

本本文以黄土高原为例, 讨论了生态环境建设作为开发西部切入点的科学和实际意 义。从黄土高原毁林毁草耕垦和人为加速侵蚀的发展, 剖析了退耕还林还草作为生态环境建 设切入点的科学依据。在此基础上, 又进一步剖析了退耕还林还草的切入点及其实施对策。     

黄土高原全新世黄土-古土壤演替及气候演变的再研讨

文章从黄土-古土壤的演替规律、黄土再沉积与古土壤埋藏后的次生成壤特殊性,揭示了第四纪生物气候演变的实质。对黄土高原具代表性的现代耕种土壤壤土和黑垆土的研究,揭示了土壤剖面内伏形成环境较现代暖湿的古土壤层;对于土壤剖面上部的覆盖层,证实不仅是人为施加土粪的堆积物,且包含新的黄土沉积物;从土壤发生学观点,埃土与黑垆土称之耕种埋藏型古土壤较合适;通过分辨古土壤剖面层内干旱草原和暖湿型森林植被孢粉共存的矛盾实质,证实黄土高原全新世曾存在茂密的森林和森林草原植被及森林型土壤的发育,并延续到人类历史时期。在第四纪研究中,通常把黑垆土作为全新世代表地层,以S0表示,我们的研究补充提出,根据黄土高原生物气候地带性的分异规律,自南而北,S0应以埃土与黑垆土分别表示,并应在S0层上部划分出Lx,说明气候冷干化的趋向及新一轮黄土沉积期已悄然来临。以上问题的再研讨,对第四纪生态环境演变和当前黄土高原生态环境建设的战略部署,具有重要的理论和实际意义。     

洛川黄土-红粘土序列铁氧化物组成及其古气候指示

对洛川黄土、古土壤和红粘土中磁性矿物组成、成因和相关系进行了研究。结果表明:黄土磁性矿物以风尘磁铁矿为主,少量的成土赤铁矿和成土磁赤铁矿;古土壤磁性矿物以成土磁赤铁矿为主,成土赤铁矿次之,少量的风尘磁铁矿和赤铁矿;红粘土磁性矿物以成土赤铁矿为主,风尘磁铁矿和成土磁赤铁矿次之,少量风尘赤铁矿。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物组成差异,反映了其形成期不同的古气候特性以及不同气候条件下生物地球化学作用强度的差异。干冷的冰期,黄土弱成土作用形成了以粗颗粒的风尘磁铁矿核 赤铁矿边的磁化率载体。间冰期的温暖湿润的古气候最有利于生物活动,强烈生物活动导致古土壤中大量纳米超细磁赤铁矿/磁铁矿产生,形成以磁赤铁矿为主,风尘磁铁矿核 赤铁矿边为辅的磁化率载体。红粘土成壤期,强降雨强蒸发的长干短湿的高温炎热的古气候使得红粘土化学风化强烈,生物地球化学活动较弱,形成以磁铁矿核 赤铁矿边和磁赤铁矿核 赤铁矿边的磁化率载体。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物组成、磁性矿物相关系是其形成期独特的古气候指示。     

黄土高原现代表层黄土植物残体稳定同位素组成特征

在黄土高原选择了１２个现代黄土堆积的典型地点,采集表层及５ｃｍ深度处的黄土样品,提取植物残体作稳定同位素分析。发现：（１）不同深度样品的植物残体δ１３Ｃ值差异明显,可形成高分辨率的时间序列;（２）植物残体的δ１３Ｃ值与气温的对应关系具有分区的特征,子午岭以西的黄土地区为负相关,其余地区比较复杂;（３）植物残体的δ１３Ｃ值与降水的关系不密切。