物理科技生物学-PHYICA

理解景观动态的空间和时间早见梅格维度

地球 2021-12-29 00:00:16

海德堡大学 信用:CC0公共领域 地球表面不断变化,动态塑造自然景观

气候变化等全球现象发挥了作用,自然或人为的短期局部事件也发挥了作用

海德堡大学的三维地理空间数据处理研究小组开发了一种新的分析方法,以帮助我们更好地理解塑造地球表面的过程,就像在沿海或高山景观中观察到的那样

与通常比较两个地形快照的传统方法不同,海德堡方法可以完全自动地长时间确定何时何地发生表面变化以及它们代表哪种类型的相关变化

该方法被称为时空分割,是在教授的指导下开发的

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伯恩哈德·霍弗勒的三维地理小组位于海德堡大学地理研究所和科学计算跨学科中心(IWR)

“通过观察整个地表历史,我们新的基于计算机的方法允许更灵活的方法

与以前的方法不同,我们不再需要指定我们想要检测的单个变化过程或者分析应该包括的时间点,”这位地理信息科学家说

相反,发生类似变化的区域和整个时间段是完全自动识别的

来自景观中自动激光测量的巨大三维数据集由此揭示了仅两个测量点的直接比较所不能揭示的各种类型的变化

" 在其他技术中,教授

霍夫勒的团队使用地面激光扫描(TLS)来测量山脉和海岸景观

它生成三维景观模型,用所谓的三维点云中的数十亿个测量点来表示

“测量系统安装在现场,并在几个月的时间内以短而有规律的间隔捕捉地形,从而生成三维时间序列,”博士凯瑟琳娜·安德斯解释说

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伯恩哈德·霍弗勒研究小组和海德堡大学IWR分校的学生

这些三维时间序列是特殊的,因为它们包含了表面变化的时间和空间(因此是四维的)属性,然后可以像在延时视频中那样进行查看

卡塔琳娜·安德斯说:“时空分割使我们能够详细区分各种现象,这些现象是传统方法检测到的单一事件,有时甚至根本没有。”

海德堡地理信息科学家将他们的方法应用于荷兰一段海岸的三维时间序列,这是代尔夫特理工大学的科学家在五个月内每小时获取的

对整个观测期间的数据分析显示,超过2,000次变化代表着在不同地点、不同程度和不同时期发生的暂时的砂堆积或侵蚀

在这种情况下,由测量系统记录的沙子的动态输送是由风、波浪和人类影响的复杂相互作用引起的

因此,在四周的时间里,平均在100平方米的区域内运输了几卡车的沙子,没有受到重大风暴事件的影响

这种分析的结果为进一步研究具体现象或潜在过程提供了基础

与此同时,获得的关于表面动态演变的信息为参数化以及因此对基于计算机的环境模型的适应开辟了新的可能性

“因此,我们开发的方法为提高我们对自然景观动态的地理理解做出了全面贡献,”凯瑟琳娜·安德斯补充道

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