[科普中国]-实验地形学

实验地形学也称实验地貌学，研究在实验窒条件下模拟地貌形成过程。目的是揭示任何地貌形态的发生、发展和不同因素对地貌形成的影响，以及用数学方法表示地貌发育规律的可能性。

概述地形学是研究地球表面的地貌结构、形态成因、发展历史、动态过程及其演变规律的科学。实验地形学即在严格监测和一定控制条件下，对被选择的地貌体或地貌特征进行自然观测或模型实验研究的地形学分支¨J。地貌实验观测和模型的建立中对观测仪器的选择意义重大：微尺度模型试验制作和观测时细小的误差会对其产生较大的影响，因此精密的观测仪器是试验质量的保证；而大尺度的现场试验由于地形观测条件的限制，所选观测方法须考虑便利、精度等诸多问题。传统的观测方法如水准仪加经纬仪、全站仪等单点的量测方法耗时长、效率低下。随着光电技术、超声波技术及图形处理技术的发展，一些高效率、高精度、自动化、非接触的观测仪器研制成功并已广泛应用到实验地貌的观测试验中。1

研究内容包括地球表面形态及其形成动力的分析，地球表面形态的发生和发育规律以及组成地貌的沉积物，亦称“地形学方法”。

研究方法在实验室条件下模拟地貌形成过程或在典型地貌区建立定位、半定位实验站的方法，目的是揭示任何地貌形态的发生、发展和不同因素对地貌形成的影响以及应用数学方法表示地貌发育规律的可能性。对于矿产的普查和勘探、工程建设、土壤改良、水土保持、地形测量：地质调查、区域规划和国防建设等均具有重要的实践意义。2

观测方法数字近景摄影测量法近景摄影测量是基于透视几何理论，运用两个或多个摄像头近距离(距离小于100m)获得目标图像信息，通过透镜和目标物体间三维位置计算目标点群的三维空间坐标。作为摄影测量的一个重要分支，它的发展经历了模拟摄影测量、解析摄影测量的近景摄影测量三个阶段。

三维激光扫描技术三维激光扫描技术又被称之为“实景复制技术”，属于非接触扫描方式，采用激光测距原理，通过记录并处理被测物体表面点的三维坐标信息而得到其三维模型。它可分为两种形式：一种是传统的以点云形式获取地形及复杂物体表面的阵列式几何图形的三维数据：另一种是通过获取观测物体的等值线图进而获得其三维坐标的观测方式。

超声波测量法超声波技术为水下地貌观测提供了一种重要方式，利用超声波测距原理发展而来的单波束、多波束的观测仪器能够实现海底微地貌及室内水下试验地貌的观测。美国RESON公司利用超声波技术研制出SeaBat系列，可对水下地形地貌进行大范围全覆盖的测量及实时声纳图像显示，结合实时动态(RTK)GPS定位，可以迅速获得各种比例尺的水下地形图和DTM数字高程图，其测量成果可以精确地反映水下细微的地形变化和目标物情况，提高了测量的精度和效率。日本科学家曾用多波束回声测深仪研究海底微地貌，对沙体输移做了细致研究。3

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张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院