研究地形方法

1. 地形地貌研究常用工具軟體的應用方法研究

羅偉東 李 剛

（廣州海洋地質調查局 廣州 510760）

作者簡介：羅偉東，男，廣東人，碩士，高級工程師，主要從事海洋地形地貌調查和研究工作。

E-mail：loky＿luo＠sina.com，電話：020-82250319，13609057863。

摘要 本文介紹了地形地貌研究主要工具軟體的基本功能，針對主要工具軟體的特點和實際應用情況，從地形數據的瀏覽、編輯、提取和轉換，數據的網格化，等深線和彩色陰影底圖等的編輯，調色板的製作與獲取，地形圖和三維立體圖的製作等方面探討地形地貌研究工具軟體應用的方法，為地形地貌研究工作的開展創造有利條件，大大提高了工作效率和質量。

關鍵詞 地形地貌 工具軟體 應用方法

1 前言

海洋地形地貌調查和研究是大多數海洋調查研究的基本內容和重要組成部分。我國自20世紀90年代初引進多波束測深系統後開展了我國近海和鄰近海域多波束海底地形地貌調查和綜合研究，積累了豐富的資料和研究成果。提高地形地貌研究水平和工作效率是研究人員不斷探索的方向。地形地貌研究工作常用的工具軟體發揮了重要作用，能進行原始數據處理、數據網格化、數據提取轉換瀏覽、制圖等，還能進行地形坡度、距離和面積計算，地形剖面的提取製作，方便對海底地形分區、分析分布特徵和識別地貌單元等。熟練掌握地形地貌研究工作常用的工具軟體是研究人員必須具備的基本技能，合理選擇和恰當應用工具軟體是提高工作效率的有效途徑。目前，地形地貌研究可用的工具軟體有許多，如MapGIS、ArcGIS、Golden Software Surfer、CorelDRAW、Global Mapper、Fledermaus、GMT、MB-System和Caris Hips and Sips等。我國的地形地貌研究人員在以往的使用過程中，對相關軟體積累了一些經驗，但是面對種類繁多的工具軟體，要恰當合理綜合應用以提高工作效率和質量卻不是一件容易的事。在實踐工作中，常常會因為沒有掌握軟體的使用方法或沒有發揮各軟體的特點，而遇到一些困難，降低工作效率和質量。作者通過充分應用軟體已有的功能，開發其潛在功能，結合工作實際，揚長避短，綜合應用，使相應軟體更好地服務地形地貌調查和研究工作，發揮更大的作用。

2 地形地貌研究主要工具軟體概述

2.1 MapGIS、ArcGIS和Golden Software Surfer功能概述

這三款軟體，特別是MapGIS和Surfer在國內得到廣泛應用，相關文章對用法和功能的介紹很多。地形地貌研究主要的應用是利用MapGIS、ArcGIS製作規范的地形圖和地貌圖等；Surfer主要的應用是製作坡度圖和地形圖、地貌圖和三維立體圖等。

2.2 GMT功能概述

GMT（Generic Mapping Tools）是一個通用地學制圖工具軟體，發展至今已在大氣、海洋、地震等研究領域得到較為廣泛的應用。GMT是全命令行軟體，需要用戶錄入命令及其指定的輸入輸出數據和各種配置參數（如經度、緯度、顏色配置等）來進行操作。GMT雖然操作相對繁瑣，但執行效率很高，而且圖形文件輸出的主要格式為PostScript文件，這種格式可提供高質量、跨平台的圖形列印，這也是GMT得以廣泛應用的原因。

實際應用中，主要是製作二維三維地形圖。利用GMT強大的顏色渲染和標准圖框輸出功能，製作顏色逼真的彩色陰影圖、報告和論文插圖，大數據量的網格化功能也是其強項。

2.3 Global Mapper功能概述

Global Mapper（簡稱GM）是美國Global Mapper公司開發的一個簡單、實用的圖形管理與應用軟體。它可以在指定投影和地理坐標的基礎上，編輯、轉換光柵和矢量地形圖，繪制二維、三維地形圖以及點、線自編圖形，具有良好的繪圖、編輯、顯示以及數據輸出界面。其主要功能特點和實際應用包括以下四個方面：

1）瀏覽、合成、輸入、輸出、顯示大部分流行的柵格圖形和高程及矢量數據

實際應用中，主要用來直接打開瀏覽各類型如Surfer和GMT網格文件；輸入輸出（特定范圍）網格、XYZ文件及點、線文件；合成相同或不同格式、大小的數據（網格、XYZ）文件。

2）具有數據、圖形的轉換、編輯、拼接、列印功能和投影轉換

主要進行數據、圖形的格式轉換，如將GMT網格文件轉換成Surfer網格文件，重新網格化數據，將XYZ文件轉換成網格文件，網格、XYZ文件轉換（輸出）成圖片等。在網格文件中選取製作特定位置的地形剖面。進行坡度、距離和面積計算。結合不同地理位置的地圖，設置和改變、轉換圖片的投影方式。

3）具有簡單的地理信息功能和動態GPS接收功能

為沒有位置信息的圖片添加坐標信息，在同一個項目中打開的文件都會在相同投影下的大地坐標系中顯示。

4）在實際應用中，GM也存在不足之處：等深線功能簡單，不能調整標注間距和字體樣式及大小；地形圖圖框、比例尺不規范，文字大小和標注不可調節。

2.4 Fledermaus功能概述

加拿大IVS 3D公司生產的Fledermaus是全球海測數據3D具體化的領先商業軟體之一，是一套功能強大的互動式三維數值數據虛擬實境的系統。它可以幫助使用者完成包括海洋（海岸、海底）資源調查與制圖、環境影響評估、采礦、地質調查以及各種研究等工作。Fledermaus可直接支持廣泛的工業數據格式輸入。可直接導入、顯示數字地形圖，點、線、多邊形數據集合、衛星影像並進行分析。瀏覽器iView4D可以隨時瀏覽處理過或分析後的數據結果。

實際應用中，主要是利用其三維可視化功能和復雜區域編輯模塊，用於導入網格文件，對三維數據進行三維可視化顯示和操作，可任意角度觀察地形地貌特徵，可方便進行海底地形分區、分析分布特徵和識別地貌單元。

3 工具軟體的綜合應用

常用工具軟體在地形地貌研究中發揮了重要作用，工具軟體種類繁多，各有優點缺點，科研人員要全部掌握其功能和操作方法有一定難度也沒有必要，應該根據實際工作需要，重點掌握幾個主要軟體，揚長避短，合理應用，其他軟體的應用能滿足工作需要即可。針對所從事的工作，主要的應用情況從以下幾個方面進行闡述。

圖1 GM軟體主界面窗口

3.1 地形數據的瀏覽、編輯、提取和轉換

海底地形分區、分析分布特徵和識別地貌單元等是地形地貌的工作之一，這些工作都要對地形數據進行瀏覽、觀察、描述，以往一般是通過列印的地形圖和三維地形圖等圖件來進行識別和描述。隨著計算機軟硬體技術的發展，目前，更科學的方法是利用工具軟體完成上述工作，也可結合圖件列印的方法。利用工具軟體觀察更直觀簡便高效，可直接導入、顯示數字地形圖，調節著色、等值線間距和垂直比例，進行地形坡度、距離和面積計算，特定位置剖面顯示提取和製作，多角度、隨意縮放、顯示任意位置水深和點線多邊線標注等。GM軟體在這方面具有強大的功能（圖1），結合Fledermaus，Golden SoftwareVoxler軟體能方便地實現上述常用功能，大大提高工作效率，非常適合地形地貌研究和海洋調查使用。

GM軟體可方便地打開XYZ和多種格式的網格文件（包括大數據量文件），還能把數據轉換成自己的網格格式Global mapper grid顯示，文件小，佔用內存少，可隨意進行操作，如放大縮小編輯等，顯示效果好，這是GM軟體的主要特點之一，相比其他軟體具有明顯優勢。顯示二、三維地形圖，具有標注等深線、測線、標注符號和簡單的3D view功能，能從各個角度瀏覽地形；能實時顯示當前或指定位置的水深和經緯度；具備生成地形剖面功能，可選取任意位置進行地形剖面提取和製作；能進行地形坡度、距離和面積計算，地形坡度的計算和顯示是在應用地形剖面功能時，在地形剖面窗口中的Options/showpath detais查看。地形剖面可輸出為CSV或XYZ數據和圖片格式，CSV或XYZ數據可用Grapher等專業軟體製作成剖面圖；圖片格式可直接在CorelDRAW中導入編輯，為保證輸出後的圖片質量和字體大小合適，字體編輯時要注意調節字體的大小，輸出的圖片長度應在2000像素左右，輸出後在word中的字體大小約為小5號。剖面圖如圖2所示。

微地形地貌的瀏覽和描述方面，需要用到相關三維可視化系統，GM軟體具有簡單的3D view功能，並不能滿足實際應用的要求，目前最好的三維可視化系統是Fledermaus，Golden Software Voxler也有不錯的表現，實際應用時應結合使用。

圖2 典型地形剖面

3.2 數據的網格化

隨著多波束海底地形地貌調查和綜合研究的技術發展，對研究人員的要求也越來越高，數據網格化和數據轉換方法已經成為研究人員必須掌握的技能之一。過去認為數據的網格化是由專業處理人員完成的想法已經不符合實際。研究人員在進行研究時不是簡單地利用網格文件，實際可能應用的情況：簡單的數據編輯；數據（網格文件）的格式轉換；重新網格化，生成不同網格間距的網格文件；提取特定區域網格數據等。

在進行XYZ數據的網格化時，不同的網格化（插值）方法的繪圖效果是不一樣的。一般地，各軟體都會提供多種網格化方法供用戶選擇，如Surfer提供多達12種方法、GMT有4種方法和ArcGIS提供5種方法。合理選擇網格化方法和工具軟體能有效提高圖件製作質量，地形地貌的制圖具體使用的網格化方法，需要根據客觀環境特徵和數據本身的特點，進行相應的數據分析，才能繪制出准確、有意義的圖件。一般地，中大數據量的數據用加權反距離法（Inverse distance to a power）或者最小曲率法效果好、效率高，小數據量數據可使用克里格法（Kriging）。單一的工具軟體不能滿足實際要求，Surfer軟體只適應於網格數據量較小的數據（幾百兆的數據文件），Surfer的工作效率很低；大數據量的數據一般要選用GMT或MB-System軟體進行網格化；進行數據瀏覽轉換時可使用GM軟體。

GMT網格化採用gmtmbgrid和Surface命令；MB-System軟體採用mbgrid命令；Sur-face是張性樣條網格化法，是一種經過改良的標准最小曲率演算法，允許用戶把張量引入表面。執行surface程序前要對數據進行預處理，消除混淆現象。地形數據採用block-median對網格間隔框內的值返回中值。Gmtmbgrid演算法跟mbgrid命令一樣是採用加權反距離插值法。具體根據實際需要選擇。MB-System和GMT軟體一般配合使用。使用的具體命令如下：

blockmedian文件名.xyz -R113/120/11/13 -I200e -V ＞ ship＿ 5m.xyz

Surface文件名.xyz -R113/120/11/13 -I200e -G文件名.grd

mbgrid -I文件名 -0文件名.grd -R113/120/11/13 -A2 -C2 -E 200/200 -N -V

GM軟體網格化採用三角剖分法（triangulation/liner interpolation），這種方法對大數據量的數據處理效率低，數據邊緣效果稍差，具體操作流程：打開XYZ文件，出現Ge-neric ASCII Text File Import Options窗口，在Import type選項中，選擇Elevation Grid from3D Point Data，其他選項可以採用默認。確定後，出現Elevation Grid Creation Options窗口，在Grid Spacing中可自定義網格大小；確認後即可完成網格化過程，然後在File/Ex-port Elevation grid format，選擇合適的格式輸出數據。圖3是不同軟體網格化及制圖效果圖。左圖是用GM軟體採用三角剖分法網格化繪制而成，中圖是GMT軟體用改良的標准最小曲率演算法（surface命令）進行網格化，右圖是Surfer採用加權平均演算法；從圖中可清楚地看出，三個軟體繪制的地形圖一致性很好；GMT軟體在網格化效果和調色效果方面都是最出色的，能較好的反映微地形且色彩逼真。

3.3 等深線和彩色陰影底圖等的編輯

多波束數據經過後處理後，數據質量一般都能達到要求，特殊情況時也會有局部小范圍數據質量較差的數據，在製作成圖件時，在彩色陰影圖和等深線上都會有直接的反映。一般地，都要對其進行編輯，去偽存真。彩色陰影底圖的製作一般用GMT或Surfer，彩色陰影底圖的編輯一般選用Photoshop或者CorelDRAW，等深線的生成可用MapGIS、Surfer和GMT軟體，MapGIS具有等深線編輯功能，也可以在CorelDRAW中進行編輯，效果都很不錯。在CorelDRAW中進行編輯時，等深線一般是在Surfer生成*.emf格式文件，在Corel-DRAW中打開進行編輯，刪除等深線時應選用虛擬段刪除工具，CorelDRAW是把顯示的整條線段定義為由多條虛擬段組成，用虛擬段刪除工具選中整條線段或線段的一部分後，程序將會自動刪除選中的部分，操作很方便。添加線段時選中手繪工具，調節合適粗細，進行曲線和直線繪制。圖片輸出時同樣要注意像素的調節，確保圖像質量和字體合適。圖4為等深線和彩色陰影底圖編輯前後對比圖，底圖是用Surfer製作的，編輯方法如上述。右圖為編輯後的情況，效果非常明顯。

圖3 不同軟體網格化及制圖效果圖

圖4 等深線和彩色陰影底圖編輯前後對比圖

3.4 調色板的製作與獲取

制圖的美觀程度主要取決於調色板的著色效果，製作美觀實用的圖件是科研工作者的不懈追求。根據實際需要選擇合適的工具軟體及製作或引用合適的調色板是制圖工作的重中之重。不同的工具軟體的調色效果是有區別的。實踐應用中，GMT軟體的調色效果最好，Surfer、MapGIS和ArcGIS調色效果稍差，GM的調色效果次之。這也是GMT軟體被廣泛應用的主要原因之一。因此，在實際應用中，正式圖件及成果報告插圖等可應用GMT軟體制圖或製作彩色陰影圖。GMT軟體自身提供了許多獨有且全球流行的調色板，自身也提供相應的命令如makecpt和grd2cpt根據相應的調色板模板對特定數據進行調色板製作，但並不能滿足實際應用的需求。因此，製作或者獲取第三方調色板是可行的辦法。

調色板模板製作與管理的有效可行辦法：首先，根據工作實際，確定工作中常用的幾種地形數據類型如海陸結合數據、淺水數據和深水數據等，每種數據類型製作幾個常用的調色方案，所有的調色方案都做成各軟體特定的格式，可直接或稍為更改即可引用。由於GMT是全命令行軟體，調色板的製作並不像Surfer等友好界面軟體那麼直觀方便。一般地，在利用GMT自帶調色板模板稍加修改或者直接在Surfer軟體中製作調色板後，導出後再轉換為GMT格式的調色板。

獲取調色板的方法有兩種：一種為通過專業網站獲取相關調色板，專業網站提供多個領域的世界上主流的調色板和大量用戶自主設計的調色板。另一種方法是手頭只有地形圖圖片而沒有相應數據調色板的情況，這時最好的方法是利用相關軟體如Photoshop或其他具有取色功能的軟體進行調色板製作，著色效果跟原有圖片基本一致。

3.5 地形圖和三維立體圖的製作

發揮各地學繪圖軟體的優勢，結合應用才能做出規范且最佳效果的圖件。地形圖和三維立體圖正式圖件的製作，單一工具軟體不能滿足要求。Surfer軟體功能較全面但特點不明顯且沒有投影功能，等深線製作和編輯功能較弱；GMT的網格化和調色功能強大，等深線製作也不錯，但沒有編輯功能；由於製作正式圖件時，可採用由GMT軟體製作地形圖和三維立體圖的彩色陰影底圖，再導入MapGIS或ArcGIS製成圖件的方法，製作時要注意投影方式的匹配問題，GMT製作彩色陰影圖時應選擇合適的投影，導入前應該把PS文件轉換成BMP或JPG圖片，且要根據列印圖件的大小選擇合適的輸出像素。圖5為西太平洋地形圖，是由GMT軟體製作彩色陰影圖導入MapGIS進行中文標注等。正式圖件的等深線可直接由MapGIS生成並編輯或由GMT生成導入等。

4 結 語

地形地貌研究常用的工具軟體種類多、功能很強大。本文針對常用工具軟體的特點和實際應用情況，總結了這套工具軟體應用方法的主要特點：把各軟體的優勢應用到實際工作，揚長避短，最大限度服務地形地貌研究工作，提高工作效率和質量；根據實際應用制定相應操作流程，綜合應用，簡化操作，提高效率；挖掘新工具軟體，把GM軟體應用於地形地貌研究工作，起到非常好的應用效果。這套方法為地形地貌研究工作的開展創造有利條件，大大提高了工作效率和質量。

圖5 西太平洋三維立體圖

參考文獻

［1］陳歡歡等.Surfer 8.0等值線繪制中的十二種插值方法.工程地球物理學報，2007，2.

［2］劉方蘭等.Global Mapper系統在海洋調查中的應用.海洋技術，2011，01.

The application method study of the general-used software for studying the topographic and geomorphic features

Luo Weidong Li Gang

（Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760）

Abstract：The paper introces the basic function of the general-used software for studying thetopographic and geomorphic features.Focuses on the characteristic features and the comprehen-sive application in practical experience，talking about the usages of the general-used software forstudying the topographic and geomorphic features on scanning，editing，collecting and conversionof the geographic data，data gridding，edit for the bathymetric contour and the color shader basemaps，palette make and abtain，topographic map and Creates the advantages for studying the top-ographic and geomorphic features，and also increases the efficiency and the quality of the study.

Key words：Topographic and geomorphic features Software Application method

2. 地理事物的研究方法

地理事物及其認識方法的綜合性 （一）地理事物的綜合性 地理科學的一個顯著特點是，所研究的對象即地理事物具有很強的綜合性，具體表現在： 1．地理環境的組成要素形成一個統一的整體 地理環境的各個組成要素，包括自然要素和人文要素，相互聯系，相互影響，相互制約，相互滲透，有機結合，形成一個統一的整體。因此，任何地理事物和地理現象都不是孤立的和靜止的，而是與其它事物和現象存在著動態的聯系。例如，地球的自然環境是在地球的宇宙環境、大氣圈、水圈、岩石圈和生物圈相互作用下形成和發展的，自然地理環境的特徵和演變是地球運動與地貌、氣候、水文、土壤、植被和動物等要素共同作用的結果，地球的人文環境是由政區、人口、聚落、工業、農業、交通運輸業、科技和文化等因素綜合而成的。 2．地理環境在人類與自然的共同作用下發展變化 自從人類出現以後，自然環境就受到人類活動的深刻影響。今天，地理環境已經深深打上了人類活動的烙印，自然環境和人文環境已經形成一個密切聯系的不可分割的整體。例如，人類活動對於氣候、地形、水文、土壤和生物的分布與演變都起著重要作用；自然環境的變遷也制約著人類活動，甚至使人類受到懲罰。由於人類活動范圍的日益擴大，人與地理環境的關系也日趨復雜。人類從地理環境中取得必要的生存空間，獲得資源和能源，從而保證了人類的生存發展。人類又影響和改造著地理環境，同時向地理環境排放越來越多的廢棄物質，使地理環境趨於惡化，因而又制約了人類的發展。如果不能正確處理人類與自然的關系，就可能使地理環境越來越不利於人類的生存發展。 （二）對地理事物認識方法的綜合性 在認識地理事物的本質特徵時，必須注意地理事物的綜合性。例如，認識某一地區的自然地理特徵，必須全面考慮地貌、氣候、水文、植被和動物等要素的特點；認識某一國家的人文地理特徵，必須注意資源、人口、民族、城市、工業、農業、交通和文化等方面的狀況。對於某一要素的分布和運動規律，也要充分考慮其它因素的影響。例如，對於河流的水文特徵，必須從地貌、氣候、土壤、植被和人類活動等方面加以分析。把握對地理事物認識方法的綜合性，應該注意以下幾點： 1．找出地理環境各組成要素的內在聯系，充分認識地理事物和地理現象的相互關系 要按照辯證唯物主義觀點，運用客觀事物的系統性和聯系性法則認識地理事物，從地理環境各組成要素的內在聯系入手，認識和解釋地理事物和地理現象的相互關 系。例如，在解釋各種氣候類型的成因時，應該分析緯度的高低、距海的遠近、地形的變化、洋流的寒暖以及大氣環流的形勢對氣候的影響，再綜合出氣候類型的特點；在說明工業布局的特 點時，應該分析原料、能源、交通、市場、科技、環境及農產品供應等方面的條件，再綜合出工業布局的類型。 2．從人類與地理環境關系的角度，認識和總結地理事物和地理環境的發展規律 按照科學的人地觀來認識和總結地理事物和地理現象的發展規律，是研究地理科學和學習地理知識的重要基點。對於紛紜復雜的地理事物和地理現象，只有從人地關系的 角度加以科學的分析和綜合，才能找出其客觀規律。例如，對於森林資源的認識，只有從人類需要的角度來認識，才能明確森林不僅可以提供多種物質產品，還是一種重要的環境資源；濫伐森林的危害和提高森林覆蓋率的意義，也只有從人類活動的角度來認識才能夠正確理解。 （三）在中學地理教學中要重視分析-綜合方法 分析-綜合方法是一種常用的重要思維方法。分析就是把事 物的各個部分、各個方面和各種屬性分解開來，一一加以考察的思維方法。綜合就是把事物的各個部分、各個方面和各種屬性合為一體，進行總體考察的思維方法。分析和綜合是密切聯系，不可分割的。只分析，不綜合，就會只見樹木，不見森林。只綜合，不分析，又會只見森林，不見樹木。任何學科的知識，包括地理學科的知識，都是既有一定的整體結構又有各個組成部分。因此在教學過程中總要把分析和綜合結合在一起進行思維，既可以先分析後綜合，也可以先綜合後分析。 在學習地理知識的過程中，學生要通過分析地理事物的空間分布狀況和地理要素及地理現象之間的關系，揭示地理事物和地理現象的空間分布和演變規律，綜合地理環境的整體特徵和區域特徵，從而發展思維能力，學會系統地全面地看問題的方法。因此，在中學地理教學中應特別重視分析－綜合方法。

3. 研究地形的最基本方法

地圖和現地是最基本的方法

4. 怎樣研究丹霞地貌，用哪些方法

作為一個新興的學科體系，丹霞地貌學分為：
一、基礎丹霞地貌學，包括：
1、丹霞地貌學史
2、丹霞地貌學形態學
3、丹霞地貌學分類學
4、丹霞地貌學成因學
5、丹霞地貌學分布學
6、丹霞地貌學研究法
二、應用丹霞地貌學，包括：
1、丹霞地貌學旅遊學
2、丹霞地貌學文化學
3、丹霞地貌學工程學

5. 地理學研究方法有哪些

類比法教師把某一問題同學生已學過的另一同類地理事物或現象進行比較的方法。包括兩種比較方式：①同類同型比較。同類地理事物和現象被比較的各點相同或相似，具有共同的特徵，對比的結果是：兩個被比較的對象具有共同的特徵，如南北美洲地形的比較、亞洲與歐洲海岸線輪廓的比較都具有這種性質。②同類異型比較。同類地理事物和現象被比較的各點不同，對比的結果是：兩種被比較的地理事物和現象具有相異的特徵，如秦嶺、淮河南北河流水文特徵的比較。歐洲與非洲氣候的比較都具這種性質。
縱比法 將同一地理對象在不同歷史階段的不同狀況加以比較的方法。其目的在於了解各種地理事物和現象的過去和現狀，並推斷其未來，明了其變化過程的規律。如地形演變各階段上的不同形態，河流演變各階段上的不同狀況，氣候演變各階段上的不同特點，某國、某地區各時期經濟發展的不同狀況等的比較，都屬於縱比法。
聯系比較法 把兩種地理對象聯系起來進行比較，以揭示其內在聯系和相互關系的比較方法。例如講歐洲大陸輪廓時聯系非洲進行講述，可突出歐洲是海岸線最曲折的大洲。
並列比較法把分別獨立的幾個比較對象並列起來進行比較的方法。通過這種比較、能夠明確被比較對象的共性和個性。例如，把黃河、海河、遼河幾條河流並列起來進行比較，可找出每條河流的個性和共性，使學生認識黃河、海河和遼河這三條河流的個體和整體特徵。
綜合比較法 把不同地理區域或不同國家的地理綜合體的各個要素，進行全面比較的方法。它是一種對比要素較多，較復雜的比較法。多用於地理復習和測試。

6. 軍事地形的研究方法有哪些

軍事地形是為保障軍隊戰斗活動順利開展而進行的地形戰術分類、方位判斷、野外標圖、地形測量和利用地形指揮戰役戰斗的方法和手段的研究。是軍事地理學的重要組成部分。地形是戰爭環境的重要因素之一，其特性對軍事戰略部署、部隊的運動、偽裝和進攻、觀察所和射擊陣地的選點以及戰鬥技術器材的使用等具有極大影響。——軍事理論篇。

7. 研究區地形地貌

一、地勢呈階梯狀分布

中國北部的地勢自西向東逐漸下降，形成明顯的三階梯狀，這是其地貌格局最突出的特徵。青藏高原高踞中國西部，構成最高一級台階地貌單元，平均海拔高程為4000～5000m。以岡底斯山、唐古拉山、巴顏喀拉山、阿尼瑪卿山、昆侖山、阿爾金山和祁連山等山脈為主體，南部與世界屋脊喜馬拉雅山脈相鄰。在這些山系間分布著地表平緩、面積廣闊的高原和盆地，並分布著大量的高原湖泊群。青藏高原同時也是長江和黃河，及亞洲大河———湄公河、薩爾溫江的發源地。青藏高原北緣至秦嶺以北，大興安嶺至太行山以西的廣大地區，構成中國北方的第二級階梯狀地貌單元。除主體山系外，大部分地區海拔高程在1000～1500m之間，其中新疆中部的吐魯番盆地最低海拔為－155m。青藏高原以北地勢急降，形成中國最大的盆地———塔里木盆地，向北向東則依次分布著准噶爾盆地、吐魯番盆地、鄂爾多斯高原、黃土高原、內蒙古高原等廣闊的高原和盆地，其間還有天山、阿爾泰山、賀蘭山、陰山、六盤山、太行山和大興安嶺等高大山地。其中黃河流域以北的大多數高原和盆地均屬內陸地區，氣候乾燥，生態環境脆弱，為大面積的沙漠和戈壁荒原。大興安嶺至太行山以東、淮河以北的東部地區，構成中國北方的第三級階梯，主要為遼闊的低地平原，間夾著低山丘陵地貌。自北向南分布著三江平原、東北平原和中國最大的平原———華北平原。除小興安嶺、長白山地和魯中的泰山和沂蒙山外，這些地區海拔小於500m。

二、眾多山系排列有序

中國的西部屹立著眾多雄偉高大的山系，如喜馬拉雅山脈、昆侖山、天山等，而青藏高原之上，重巒疊嶂，群峰櫛比，是世界上山系最為發育的地區。在中東部的平原和高原之中，也分布著不少山嶺和丘陵。在本區的眾多山系中，山脈的走向排列有序，對宏觀地貌的區域分布起著重要的控製作用。其主體排布方向主要有兩個大的系列。

(一)東西走向的山系

近東西走向的緯向排布系列主要分布在本區中西部地區，包括青藏高原上的所有山系及北部的天山山脈，中部的陰山和秦嶺，大體可以分為3個緯度系列。北部的第1列由天山和陰山山脈構成，位於北緯41°～42°之間;第2緯度系列分布於北緯34°～35°區間內，主要由昆侖山、巴顏喀拉山和秦嶺山脈主體構成;南側的第3列由喜馬拉雅山脈東段構成大致分布於北緯25°～28°之間，因橫斷山系的干擾連續性較差。3個系列緯度間隔約7°～8°，排布規律。

(二)北―北東走向的山系

近北―北東方向排列的山系主要分布在賀蘭山以東，走向約20°～40°，也可分為3個系列。第1列以賀蘭山系為代表，向北伸延可與境外的肯特山脈(蒙古)和雅布洛諾夫山脈(俄羅斯)相呼應;第2列以大興安嶺、太行山和呂梁山系為主體構成;第3系列以東部沿海的長白山、千山和魯中山地構成，向北與俄羅斯境內的錫霍特山脈相連。

三、山系與平原盆地相間

山嶺與平原、高原和盆地相間排布，構成了中國北方獨特的地貌框架結構。在第一階梯青藏高原內近東西排列的眾多山脈之間，分布著柴達木盆地、青海湖盆地、色林錯盆地、納木錯盆地、藏南谷地、拉薩河谷平原等大小不一的許多高原盆地和湖盆地。北部著名的塔里木盆地、准噶爾盆地、吐魯番盆地、阿拉善高原也相間分布在昆侖山、天山、阿爾泰山及祁連山脈之間。在昆侖山系之內也呈現出橫向嶺谷相間的形態。山系和平原構成了一種多字型格局，其地貌類型面積構成參見表1-1-1。

表1-1-1 中國北方地區地貌地形面積分布情況

注:引自馬耀光等(2003)。

8. 簡述地形分析的主要內容

地形分析是用直接可以觀測到的地貌和外力過程，演繹推斷不能直接觀察到的地殼運動的進程和發展的方法。研究主要地形類型 地形構成 地勢特點。

9. 研究方法

第一章中述及，作為一門課程的第四紀地質學及地貌學包括第四紀地質學、地貌學及新構造運動學三門獨立學科的內容。各門學科都有根據自己的研究對象和內容所制定的研究方法體系，第四紀地質學、地貌學、新構造運動學也不例外，這三門學科的研究對象又是在分布、成因、年代和發展方面具有密切的聯系的。因而它們既可以分別進行研究，但也可以結合起來，並且在許多場合下是必須結合起來進行研究的。三門學科的研究內容歸納為：地形形態；第四紀堆積物的岩石、礦物成分和岩相特徵；地形、第四紀堆積物的成因和空間分布，以及新構造運動的特點；地形、第四紀地質及新構造運動發展史等。為了進行這些方面的研究，需要採取地形形態、基底地質構造、第四紀堆積物、生物地層學、人類考古學、儀器、絕對年齡、古土壤學等不同方面的方法：

（一）地形形態法

1.研究內容

（1）劃分主要和次要的地形形態單元，研究它們的形態描述和形態測量；

（2）給予這些地形以形態名稱；

（3）從形態特點方面分析地形以及相關的第四紀堆積物和新構造運動的類型、相對年代及發展史。

2.具體措施

（1）分析等高線地形圖、陸地照片、航衛照片等；

（2）野外地面觀察和空中觀察，對地形進行文字描述、素描、照相、測制地形剖面圖、地形形態描述圖、地形形態測量圖；

（3）從形態上分析地形及相關第四紀堆積物、新構造運動的類型；

（4）研究各地形單元在空間分布上的關系，如層疊的、埋沒的、鑲嵌的、穿切的、覆蓋的、平行的、過渡的等等；

（5）藉助地形形態之間的關系，確定地形及相關第四紀堆積物和新構造運動的相對年代和發展歷史，如在層疊的階地系中較高的階地年代較老，在埋藏的階地系中較低的階地年代較老等。

（二）基底地質結構法

這是研究地形、新構造運動與前第四紀基岩和地質構造關系的一種方法。

1.研究內容

（1）研究前第四紀基岩性質、地質構造在地形形成中的作用，作為劃分地形成因和年代的依據；

（2）研究老地質構造與新地質構造的關系以闡明老構造運動與新構造運動的關系（有重疊的、繼承的、新生的關系等）。

2.具體措施

（1）觀察不同岩石性質與地形形態和成因類型的關系，以確定是構造地形抑或剝蝕構造地形、剝蝕地形等；

（3）研究新地質構造與老地質構造在方向、類型、空間、分布等方面的關系；

（4）對比地形剖面圖和地質剖面圖，地形形態圖和地質圖；

（5）編制岩石抗剝蝕強度圖並與地形形態圖進行對比；

（6）編制地貌地質聯合剖面圖、地貌構造形態圖、新構造圖。

（三）第四紀堆積物法

這是通過研究第四紀堆積物的岩石、礦物成分、岩相特點、厚度及空間分布的特徵來解決這三門學科的有關問題的一種方法。

1.研究內容

（1）對組成第四紀堆積物的岩相特點各種粒級的顆粒進行岩石（粗粒物質）和礦物成分鑒定和研究；

（2）研究第四紀堆積物的物質來源（原地的及外來的）；

（3）研究第四紀堆積物的形成環境及成因（例如，第四紀堆積物的岩石礦物成分與下伏基岩有聯系，證明是否為殘積物、搬運沉積、或其它類型的堆積等）；

（4）研究第四紀堆積物與地形的關系，其中包括第四紀堆積物分布的大地形環境（如河谷形態及分布在河谷中的第四紀堆積物，以及第四紀堆積物本身所組成的地形等）；

（5）研究第四紀堆積物與新構造運動的關系（如巨厚的第四紀堆積物分布在新構造下降運動地區等）。

2.具體措施

（1）第四紀堆積物自然剖面及人工剖面的觀察，觀察內容包括：

① 第四紀堆積物的空間分布、厚度變化；

② 第四紀堆積物的岩石礦物成分（盡可能確定）；

③第四紀堆積物的岩相特點，包括層理、各層顏色、產狀、分選、粗粒物質的磨圓度和扁平度、排列方向、膠結等；

④第四紀堆積物岩相在水平方向和垂直方向的變化（原生的和次生的變化）；

⑤第四紀堆積物所含化石及生物殘骸；

⑥第四紀堆積物剖面所在的地形部位；

⑦對剖面的觀察內容進行文字描述、照相或素描、採集標本和供分析鑒定、化驗的樣品。

（2）測制第四紀堆積物剖面，並填繪第四紀地質圖。

（3）對不同類型的第四紀堆積物如，冰川漂礫、海成礫石層、風成砂、殘積粘土等，分別進行不同內容的研究。

（4）在上述研究的基礎上，分析第四紀堆積物及相關地形和新構造運動的類型、年代和發展史。

（四）生物地層學法

研究第四紀堆積物及其中所含化石、生物殘骸以劃分第四紀地層的方法。

1.研究內容

（1）第四紀堆積物中化石和生物殘骸的採集和鑒定；

（2）第四紀化石和生物殘骸與第四紀堆積物的關系；

（3）分析第四紀化石和生物殘骸所代表的古地理環境，以確定第四紀堆積物的沉積環境和成因類型；

（4）藉助第四紀化石年代的確定以確定第四紀堆積物及有關地形和新構造運動的年代並進行第四紀地層劃分。

2.具體措施

（1）確定化石和生物殘骸產出的地點，第四紀堆積物層位和地形部位，化石產出第四紀堆積物層的岩石、岩相特點，並繪制剖面圖或素描圖、照相；

（2）觀察化石的產狀、完整程度，藉以分析化石是原始沉積抑或次生搬運沉積；

（3）採集第四紀動物和植物化石標本，供鑒定用，並將標本樣品編號；

（4）室內進行分析鑒定並編制圖表；

（5）研究產出化石的第四紀堆積物與相關地形和新構造運動在成因、年代和發展史方面的關系；

（6）進行第四紀堆積物的地層劃分。

（五）人類考古法

研究第四紀堆積物中所含人類骨骸和文化遺跡、藉以確定第四紀堆積物的成因、年代和形成歷史的方法。研究內容和具體措施類似於生物地層學法。

（六）儀器法

利用儀器測定地貌、第四紀地質及新構造運動過程的方法。

1.研究內容

（1）利用儀器測定地貌過程、沉積作用和新構造運動速度；

（2）測定埋藏的地貌、第四紀堆積物和新構造運動的特點。

2.具體措施

（1）大地測量反復進行三角綱測量，反復進行水準測量，了解地面各點水平位置和垂直高度的變化。

（2）利用水量計觀察，測定水位變化。

（3）地球物理法利用磁力異常曲線、重力異常曲線和電阻率曲線分析研究第四紀堆積物的厚度、岩相變化、下伏構造的特點；利用地震儀測定現代地殼運動強度。

（4）利用放射性測定測知岩漿活動與地殼運動。

（5）藉助連續衛星照片，分析地貌過程、第四紀堆積物過程和新構造運動強度。

（七）絕對年齡法

測定第四紀堆積物及其所含化石的絕對年齡，藉以確定相關地形和新地質構造的年齡，從而進行第四紀地層劃分，以及闡明地形、第四紀地質和新構造運動歷史的方法。

（八）古土壤法

研究第四紀堆積物中的古土壤，藉以劃分第四紀地層和研究第四紀地質歷史的方法。

在綜合性區域地質測量和水文工程地質測量工作中，需要盡可能地利用所有上述方法進行地貌、第四紀地質及新構造運動的全面的研究。在專門的地貌、第四紀地質和新構造運動的研究中，利用上述方法中與研究任務有關的方法。例如，在進行第四紀地層劃分的專門研究中，主要利用生物地層法、第四紀堆積物法、絕對年齡法、古土壤法等。

在不同的研究地區內，上述方法的採用和可能發生的作用是不同的。例如，在平原地區，第四紀堆積物的研究方法，通常是一種主要方法；而在山嶽地區，基岩地質結構法又常常作為一種主要方法被採用。

第四紀地質及地貌工作人員應當盡可能多地掌握上述方法。但是，全面掌握上述方法是有困難的。地貌第四紀地質人員應當至少掌握地形形態法、基岩地質結構法、第四紀堆積物法等幾種主要方法，古生物地層學法應當部分地掌握。對於其它一些方法，第四紀地質及地貌工作人員在大多數場合下都是收集資料，採集標本樣品，進行初步分析研究。