基于地面摄影测量的山地森林公园水景设计技术研究

时间：2015-12-21 00:53:31 所属分类：林业 浏览量:

摘 要：以精河县森林公园小海子为研究区，利用地面摄影测量技术处理生成1∶5 000大比例尺数字高程模型(DEM)。针对地形特点，对景区水景进行设计。 关键词： 关键词：地面摄影测量; 水景; 森林公园 森林公园具备开发森林旅游得天独厚的优势，它以其独有的资源

　　摘　要：以精河县森林公园小海子为研究区，利用地面摄影测量技术处理生成1∶5 000大比例尺数字高程模型(DEM)。针对地形特点，对景区水景进行设计。

　　关键词：

　　关键词：地面摄影测量; 水景; 森林公园

　　森林公园具备开发森林旅游得天独厚的优势，它以其独有的资源优势满足了人们回归大自然、走向大森林的愿望[1]。同时，建立森林公园可积极地保护森林资源和生态环境，为社会提供浏览、观光、度假、健身、科学考察、探险等各种形式的森林旅游活动场所[2]。新疆森林公园以山地、森林、草地、雪山为一体的景观吸引了大量游客，但设计存在不可克服的困难，其中最主要的是没有大比例尺地形图，目前，新疆大部分山区只有1∶50 000～1∶100 000的中小比例尺地图，无法充分利用资源进行森林公园的详细设计。而获取大比例尺地形图常规方法费用大，投入困难，在此基础上本文提出利用地面摄影测量技术制作1∶5 000的大比例尺DEM，然后根据地形特点，进行水景设计。

　　1　研究区概况

　　精河县的闹干卓尔湖(小海子湖)位于精河县城东南34.3 km处，海拔1 960.0 m左右，南北长约400.0 m，东西宽约200.0 m，深约20.0 m，面积8 hm2，是由雪融水和地下水混合形成的高山咸水湖，无出口。该区年降水量可达700.0.0 mm。蒸发量主要集中在4-9月，蒸发量为1 423.9.0 mm，土壤类型为高山草甸土，林木组成为云杉纯林，有少量疣皮桦、欧洲山杨等阔叶树散生，下木主要有崖柳忍冬、枸子、锈线菊等。闹干卓尔湖三面环山，山体由于土壤地质的差异，经风剥雨蚀、洪流冲刷，形成了层叠有序、规则整齐的柱状。整个研究区的地形结构由于地质运动，形成了三阶准平原地貌，而闹干卓尔湖正位于第三阶。

　　2　地面遥感图像信息的获取

　　本文对地面遥感图像信息的获取采用地面摄影测量技术。地面立体摄影测量是在地面布设一条摄影基线，从基线的两端点摄影，以获取的独立立体像对作为测量单位[3]。采用正直方式摄影对同一样区各拍摄一张相片，用钢卷尺准确测量拍摄照片时相机架设的高度及各照片对应的焦距，并做好详细记录。控制点的布设应立体、均匀地分布在摄区内，而且一定要加强摄区边沿的控制点布设，点位不能布设在近似一条直线或近似一个平面上[4]。

　　本文以精河县闹干卓尔湖景区为实验地点，此景区位于海拔2 000.0 m左右，地形起伏明显，以六处明显低洼地进行地面立体摄影测量，首先建立摄影基线控制，然后在基线的两端安置照相机(焦距设定在24.0.0 mm)对同一目标进行拍摄，获取2张相片，将这样的2张相片组成立体像对，就获取了立体影像的野外信息。同时，利用测量仪器全站仪对目标物同名点的标记进行坐标测量。

　　样区一 样区二

　　2.1　地形地貌反演　地形地貌分析的基础是要建立数字高程模型(DEM)。DEM主要用于描述地面起伏状况，可以用于提取各种地形参数，如坡度、坡向等，并可进行洼地分析等应用分析。本文根据三角量测结果输出处理区域的DTM(数字地面模型)，利用自动提取和计算的同名点的三维坐标采用内插算法构建不规则三角网(TIN)用以模拟地表形态[5]。由于是自动提取，因此DTM有较大偏差，将DTM在ARCGIS9.1软件中转为等高线矢量文件，对其明显错误之处进行修改，利用修改后的矢量构建栅格DEM(数字高程模型)如图1，并且制作出研究区等高距为5.0 m的等高线图(DLG)如图2。

　　图1　DEM(数字地面高程模型) 图2　DLG(数字线划图)

　　2.2　地形分析　地形分析是地貌研究的重要手段，是以地形数字图像资料以及详细野外地质调查等为研究基础[6]，在地形地貌分析中，坡度和坡向作为描述地形特征信息的两个重要指标，能够间接表示地形的起伏形态和结构。本文根据研究区域的DEM由ARCGIS9.3软件中的空间分析扩展模块的地表分析功能对样区坡度进行提取，坡度值划分为6级(如图3)。由图3可知：由绿色逐渐变黄再至红色是坡度不断增大的过程。结合DLG分析，研究区内绿色区域为平原区，即坡度约小于17°。海拔为1 850～2 050.0 m，坡度较大的橘色和红色区域为山区，海拔为2 050～2 900.0 m，坡度在30°以上。经过洼地分析得出研究区内有3处明显的封闭洼地，形成四周高的优势地形条件，还有3处未封闭式的U形洼地，可通过修筑小型水坝填补成封闭式地形，进行湖泊建设。

　　图3　坡度图

　　3　水源选择及引水路线设计

　　现地调查表明小海子范围内无地表水分布，仅靠地下水和冰川融水补给，只有到洪水期有间歇性的流水流入。而在小海子以东3 918.0 m有一条发源于婆罗科努山北坡由冰川融水汇集而成的地表径流巴克苏河，该河宽30.0 m，深0.3米，水流量0.5.0 m3/s，最高海拔3 200.0 m，最低海拔2 260.0 m，有足够的水量供研究区的湖泊补给。因此可采用水管进行跨流域引水，从

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