贵州喀斯特洞穴信息系统研制与应用

贵州喀斯特洞穴信息系统研制与应用

周忠发[1]2004年在《贵州喀斯特洞穴信息系统研制与应用》文中研究表明贵州位于世界叁大喀斯特集中分布之一的东亚片区的中心,也是中国喀斯特发育最重要的省区,是中国沉积岩最发育的省份之一,从元古代的板溪群到第四纪均有发育,以浅海相碳酸盐岩沉积为主,除东南一角外,遍及全省和各地质时代,厚度3000—12000m,面积约占73.8%以上,地下形态以溶隙、溶洞和地下河为主,洞穴特别发育,数以万计。贵州具有喀斯特洞穴充分发育的良好条件,分布着数以万计的洞穴。在全国最长洞穴排序中,贵州有6个居前10名之列,居全国长度之首的绥阳双河溶洞,实测长度达70km左右。而水城法那吴家洞落水洞深达420m,是目前国内实测为最深洞。贵州大于2km长的地下河共1130条,总长度246km,分别占中国南方五省地下河总数的38%、地下河总长度的47%。面对贵州丰富的喀斯特洞穴资源与复杂的研究,需要对其进行一个新的技术来支持、管理及分析。因此,此研究就是根据贵州的喀斯特洞穴为研究对象,采用GIS技术,建立相应的信息系统,并利用系统在查询、空间数据分析、参数的相关性等方面进行应用。 以贵州喀斯特洞穴空间分布为基础,采用地理信息系统(GIS)技术支持,同时结合遥感与GPS(全球定位系统),利用1:5万地形图及1:20万水文地质图及其它实测资料,得出洞穴的位置、洞高、洞长、发育方向、坡顶海拔、坡底海拔以及岩性等信息,建立喀斯特洞穴数据库,建立喀斯特洞穴信息系统。系统设计依托GIS技术,首先得对洞穴进行全方面的考察与研究,对于个体洞穴,它所涉及的数据较多,包括了洞名、洞长、洞高、经纬度等。洞穴空间分布,就有将近6000个以上洞穴,所有的洞穴的数据将是非常庞大的,传统的方法对这些数据的保存与利用非常落后。这就给对数据的利用带来很多的不便而且容易丢失,要想在众多的洞穴数据中找某一个洞穴的具体某个数据更是困难了。在现代计算机信息时代里,让计算机来存储这些数据,并进行二次开发,这为洞穴信息的全面利用提供了更大的便利。贵州喀斯特洞穴信息系统就是本着管理方便查找某个或某些洞穴的数据而制作的,同时利于空间数据的分析,得出相应的洞穴发育等方面的研究应用。 以贵州喀斯特洞穴空间分布为基础,采用地理信息系统(GIS)技术支持,利用1:5万地形图及1:20万水文地质图及其它实测资料,得出洞穴的位置、洞高、洞长、发育方向、坡顶海拔、坡底海拔以及岩性等信息,建立喀斯特洞穴数据库,建立喀斯特洞穴信息系统,并依托系统进行洞穴的空间信息快捷查询,通过数理空间数据及各参数的相关分析,得出非水动力因素对喀斯特洞穴发育的影响规律:喀斯特洞穴的分布与岩性密切相关;喀斯特洞穴分布受构造控制十分明显。即喀斯特洞穴发育的控制因素,岩溶发育程度与岩石的性质及其在空间的展布密切相关,喀斯特洞穴发育应在厚层至中厚层石灰岩地层组最为强烈,因此,地层岩性对地下暗河的分布起到了至关重要的作用,喀斯特洞穴(地下暗河)发育与岩性具有相关性。构造是岩溶发育的主导因素,不同的构造部位以及各种构造面的不同力学性质,都严格控制着喀斯特洞穴的发育,压性、压扭性断裂,特别是在上盘影响带,宽度较大,并有大量裂隙分布,喀斯特洞穴相当发育。深长大洞分析预测,喀斯特洞穴发育有最佳层位是寒武系清虚洞组石炭系、下二迭统及叁迭系中,下部质纯、层厚的碳酸盐岩;区域性舒缓褶皱轴部及两翼,构造节理发育,有利于溶洞发育,常发育成规模较大、洞内沉积丰富的迷宫式洞穴系统,如独山基长神仙洞;在地下暗河较发育的地区可能有深长洞的发育,构造抬升的进程中,许多长大暗河中地下水的下降切割,地下水下渗,而使原有的洞腔脱水成为空洞,如属于贵州喀斯特发育分区中的较发育地区的罗甸地下暗河系;斯特峡谷地区由于存在地下汇流结构,在外源水和内源水的共同作用下,具有深长洞发育的良好条件,喀斯特峡谷地区不仅是长洞、大洞、深洞的主要分布区。Gls、遥感技术及GPs技术在喀斯特洞穴及地貌等方面的研究是越来越重要,越来越普及。但是现在大多数采GIS技术研究仍停留在单个洞穴或洞穴群的空间研究或管理等。在从大范围空间内采用GIS技术对喀斯特洞穴空间分布及相关信息数据库及数理统计方面研究还是空白,特别是在贵州这样一个洞穴发育的省份,为贵州喀斯特洞穴作下数字地球的基础。

张强[2]2016年在《基于微气候数学模型的洞穴CO_2迁移变化机制研究》文中指出以碳、水、钙循环为纽带的岩溶动力系统理论将整个喀斯特地区各种运动变化过程联系在一起,该理论的提出对系统研究喀斯特作用及其过程具有积极重要意义。本研究为探索喀斯特地区洞穴环境系统内的CO_2迁移变化机制,以及基于该迁移机制的各影响因素定量分析,在前人工作的基础上采用更为精确的数学模型方法。并着重围绕洞穴CO_2的物质来源、洞穴CO_2的时间空间变化规律、洞穴CO_2的时空迁移变化机制及其影响因素、将洞穴CO_2时空迁移变化机制应用于实际洞穴旅游管理等问题展开。本研究在织金洞世界地质公园(ZJWGP)研究区开展,该研究区位于贵州省中西部,织金洞已有30余年的开发与研究,相比国外其他着名世界地质公园的研究,对本区内洞穴CO_2的定量分析还未达到应有的高度和深度。为通过数学建模的方法解释其他因子对CO_2迁移变化的贡献,如洞腔结构、气候参数、水化学数据、以及旅游活动数据等,本研究采用野外现场试验、实验室分析、文献查询分析等多种方法,对以洞穴CO_2为核心的微气候环境展开为期一个水文年(2015年1月~2016年3月)的调查研究。野外试验建立在洞口海拔和洞内41个监测点高程的基础上,主要包括对洞穴空气中CO_2浓度、温度、相对湿度、气压、风速等微气候因子的定点、定期监测,时间尺度包括昼夜(5分钟、15分钟、4小时间隔等)、月、年等,同时对洞外大气降水、洞内滴水点以及洞外对应滴水点附近选择对应的土壤点,开展降水与洞穴水环境的水化学分析和土壤环境的理化性质与土壤空气相关分析,以对应“土壤-水-洞穴”系统,所有“气-水-土”数据均采用按月调查获取的方式,以探索降水与滴水的响应,进而洞穴内外CO_2的耦合过程;实验室分析包括对野外采样的洞穴水、土壤水的实验室精密分析,以及对多种、多期数据的统计学分析等;文献查询则主要结合前人研究的思路,对应于本研究区相关因子进行理论延伸。分析研究发现,CO_2在“土壤-水-洞穴”系统中表现出一致的时间变化规律,且相互之间均存在一定程度时空变化与耦合响应。具体表现为,季节上夏秋季比冬春季CO_2浓度高,最高值发生在8月,最低值在2月;昼夜尺度上则存在24小时或12小时的变化周期,通常以11时和5时为峰谷值。研究还发现,空间上CO_2从洞口往内逐渐升高,并在洞内达到一定的稳定值,同时高低海拔段之间的差异较大,并且与季节相关,呈现出“高低低高”和“高高低低”两种变化模式;同时,CO_2在土壤-水-洞穴系统中存在一定时间尺度上的滞后。以上结果表明,洞穴环境系统中的碳循环、水循环、钙循环等相互联系相互统一,在岩溶动力系统中占有重要的地位,有必要开展广泛而深刻的研究,并且研究是可行的。因此可得出以下结论:(1)织金洞CO_2主要来自上覆土壤碳库经滴水脱气释放过程和与洞外大气对流交换等自然因素,和游客活动等人为因素,自然因素和人为因素在不同季节和昼夜等时间和空间尺度上各自占主控地位;(2)织金洞CO_2的变化存在时间和空间上的规律性和差异性,有必要按照洞口带、过渡带、洞内带继续划分出六段空间分别进行研究,使整个研究达到整体与局部的统一,及时响应与滞后效应的耦合,进而有效地指导相关的科学实践与管理活动;(3)织金洞洞内带是研究的核心,其中CO_2在高低海拔段之间存在一定的季节性变化,主要表现为“高低低高”(即夏秋季为高海拔段CO_2浓度比低海拔段低)和“高高低低”(冬春季高海拔段CO_2浓度比低海拔段高)两种模式;(4)通过织金洞洞穴环境因子的不同时空尺度的变化分析而建立或改进相关数学模型,可应用于更广泛的喀斯特地区地貌与洞穴研究分析,这对进一步扩展地表地下二元结构的统一具有重要的理论意义和参考价值,还可为织金洞世界地质公园的可持续保护与管理开发提供科学依据。

周文龙, 赵卫权, 吴克华, 张洪亮, 李坡[3]2016年在《贵州喀斯特洞穴旅游资源信息化服务平台框架构建设计》文中进行了进一步梳理指出了以贵州高原为中心的中国南方喀斯特地区,喀斯特洞穴的演化发育过程具有较好的典型性与代表性。但到目前为止,贵州喀斯特洞穴的总体数量仍不清楚、旅游开发价值仍不明确,极大地影响了贵州洞穴旅游发展程度和知名度,其根本原因在于未搭建统一的调查、探测以及数据共享与管理平台。因此,构建贵州省喀斯特洞穴旅游资源信息化服务平台,将现代信息技术与洞穴旅游发展相结合的有力途径,将给传统的洞穴游览增添新的动力,为洞穴旅游资源科学规划与保护开发提供科技支撑,从而实现贵州洞穴旅游资源的有序和深度开发,是贵州实现从"旅游资源大省"向"旅游业大省"转变的一个重要突破口。从喀斯特旅游洞穴空间数据库规范构建、不同软件平台数据转换、数据挖掘以及智慧旅游等方面对信息化服务平台框架进行了设计,力争实现喀斯特洞穴旅游发展方式和产业转型升级。

白海霞[4]2009年在《西南喀斯特旅游景观开发的空间组织研究》文中研究表明西南喀斯特资源不仅集中了全国喀斯特旅游绝大部分客源,也是西南旅游资源、旅游收入的最重要组成部分,在西南乃至全国旅游中均占有重要的一席之地,然而,“共性大,独特性小,以观光行为为主”的典型特点也使得西南喀斯特旅游景观开发面临着残酷的竞争现实,大多数旅游点(景区)生命周期很短,赢利能力弱,甚至亏损,西南喀斯特旅游景观开发迫切需要相关理论与方法支撑。本研究尝试从旅游景观空间组织、优化的角度寻求解决西南喀斯特旅游竞争问题和旅游可持续发展问题的途径,为研究区旅游规划的制订、不同层次的旅游合作及具体的旅游开发工作提供依据。本文先是对所涉及的两大基本名词“喀斯特地貌”和“喀斯特旅游景观”进行了概述,阐明了旅游空间结构和旅游空间组织的涵义和关系,在对西南喀斯特旅游的开发背景,研究现状进行综述的基础上,提出了本文的研究思路和研究方法;然后从研究区背景与遥感影像的目视解译,总结了西南喀斯特的分布与特征,喀斯特旅游景观的类型和价值,西南喀斯特基本涵盖了世界喀斯特的所有景观类型,并且是全国乃至全世界喀斯特分布规模最大,最集中,最典型,最有特色的,具有突出的世界价值和普遍价值;接着在明确区划原则和方法的基础上,自上而下将其划分喀斯特旅游景观区、喀斯特旅游景观亚区、喀斯特旅游景观群和喀斯特旅游景观点,并阐述了各景观带组合特征,分析了旅游景观空间格局对西南喀斯特旅游业发展产生的影响;随后探讨了西南喀斯特地区的旅游发展与竞争态势,提出西南喀斯特旅游的竞争特点为替代性竞争,几乎所有旅游景区都是以观光游为主,部分处于发展和巩固阶段,部分则处于衰落和停滞阶段,空间竞争激烈,而绝大部分则开发不足或尚未进行开发。同时不同景观单元存在互补性,有产生近邻正效应的可能性;然后从旅游景区空间组织,旅游产品的空间优化,旅游营销的空间整合及旅游合作的空间组织等四个方面探讨了如何改善西南喀斯特旅游的空间组织。值得指出的是,由于研究范围较大,资料收集的局限性,加上作者自身能力有限,对该题目的研究还处于初步阶段,有待进一步研究和深化。

汤波艳[5]2004年在《喀斯特旅游资源开发的环境经济损益分析与研究》文中提出20世纪50年代以来,生产力高速发展,科学技术突飞猛进。人类开发利用自然的能力空前增强。人类从自然环境中获取的资源越来越多,对自然资源和环境造成的影响也逐渐加大。环境保护和经济发展之间的矛盾逐渐突显出来。长期以来人们对资源和环境价值的错误观念,导致了资源的浪费、环境破坏及污染等环境问题。在喀斯特地区,旅游资源的开发一方面对喀斯特资源的有效利用和对环境的保护,促进了旅游经济的发展。另一方面对资源的无效利用或滥用、以经济利益为目的的开发经营理念导致的旅游环境恶化制约着旅游经济的发展。喀斯特资源、环境的损害和污染直接导致旅游经济利益的损害。研究喀斯特旅游环境、资源和经济之间损害和效益的问题,就是寻求环境、资源和经济之间的协调点,对喀斯特旅游资源、环境、经济的发展起促进和监督的作用。 我们运用西方经济学、环境经济学和资源经济学等理论作为指导,针对旅游资源开发中旅游环境问题的出现,从喀斯特旅游资源开发与环境经济的相关分析入手,对喀斯特旅游资源的经济价值构成、计量、评估的依据、方法及其旅游资源的功能定价模型进行了分析研究。在此基础上,从经济学角度对旅游资源开发的环境经济损益理论进行深入探讨研究。对损益的计量方法、步骤进行初步定性和定量研究。将理论和方法运用于贵州天河潭风景区案例,对天河潭风景区的资源及环境经济损害和效益进行初步定量分析。通过损害和效益的对比研究,对喀斯特旅游资源开发与环境经济的协调发展提出建议及对策,减少旅游环境经济损害,寻求环境经济的效益最优。 人们对喀斯特旅游资源价值的认识不足、资源所表现的公共物品特征、产权界定不清等是造成资源环境经济损害或效益的因子。我们以地产价值、地租、边际效用价值等理论作为喀斯特旅游资源的价值核算的理论基础。旅游资源价值表现为使用价值和非使用价值,可以用市场价格和非市场价格计量方法来核算。旅游资源可以利用其功能来进行定价。本文认为喀斯特旅游资源开发的环境经济损贵州师大硕士学位论文失计量就是从喀斯特旅游资源开发的环境破坏状况到旅游环境帐户表达的全过程.环境经济效应体现为环境和社会效应上,损害和效益的对比分析计量是旅游业改进开发方案,减少经营成本,提高经济效益的重要前提。转变观念、实施旅游业环境经济政策、进行旅游业战略环境经营、重建喀斯特生态经济等是使环境与经济相协调的策略和措施。 通过对喀斯特旅游资源经济价值的研究和喀斯特旅游资源开发的环境经济的损害效益研究,可以对今后喀斯特旅游资源的开发经营和旅游者的旅游行为提出要求。让人们认识到资源、环境的价值,人们对资源和环境的破坏就是对价值的损害、经济的损害,是对将来人类利益的损害。通过研究可以让人们更加清醒地认识到旅游资源开发和旅游者旅游行为为中对环境和资源的有效利用和保护是旅游业持续发展,旅游资源和环境经济协调发展的必然选择。

刘明, 王倩, 马健荣, 詹金星, 尹伟荣[6]2009年在《贵阳天河潭旱洞硅藻生物多样性与环境初步研究》文中进行了进一步梳理为了研究喀斯特洞穴硅藻的分布和生物多样性,丰富和积累硅藻研究的基础理论数据,2008年12月对贵阳天河潭旱洞进行了野外考察。经实验室鉴定共发现硅藻7属27种(含变种),其中包括优势种7种。硅藻商为0,属和种的平均优势度分别为0.113和0.023,香浓维纳多样性指数值分别为2.60和4.43,均匀度均近似等于0.93,硅藻细胞平均密度为1609.36个/cm2。相对地表河流、湖泊(水库)、海洋等环境的硅藻生物多样性来说,天河潭旱洞硅藻生物多样性较高,但硅藻个体较小。硅藻与喀斯特洞穴环境具有很好的相关性,将硅藻作为喀斯特洞穴环境评价与监测的指示生物,具有重要的科学研究价值和理论现实意义。

黎道洪[7]2003年在《石林地区喀斯特洞穴动物的保护(英文)》文中研究表明本文对研究和保护喀斯特洞穴动物的意义进行了探讨,对云南省石林地区的环境及喀斯特洞穴动物的现状作了简单的介绍。我们对石林地区的喀斯特洞穴动物提出了保护建议,根据洞穴动物的丰富度和丰度及稀有种的分布状况,提出了必须进行保护的喀斯特洞穴的建议。

冉景丞[8]2008年在《地下的贵州》文中提出遍地溶洞:贵州的另一个面孔"喀斯特"又称为"岩溶",是水对可溶性岩石进行化学溶蚀的综合地质作用,以及由此所产生的现象的统称。世界可溶性岩石以石灰岩为最多,其分布面积约占世界陆地总面积的15%。喀

张绍云[9]2017年在《喀斯特地区土壤—洞穴CO_2迁移变化及其协同响应研究》文中指出土壤-洞穴环境作为岩溶环境的重要组成部分,是研究碳迁移变化的重要场所。本研究以织金洞为研究区,在前人对洞穴环境的研究基础上,增加了对其土壤环境指标的研究。通过监测数据及GIS空间技术,分析了土壤-洞穴CO_2时空迁移变化规律及其协同性,并从土壤环境与洞穴环境分析了CO_2的迁移变化及其影响因子,得出:1)土壤方面。时间上,研究区土壤CO_2随季节变化表现出,春季CO_2含量缓慢上升,直到夏季末、秋季初CO_2达到一年中的最大值,秋季末期又开始下降,直至冬季降到一年中最低值。这反应了土壤CO_2的迁移变化具有周期性,随着季节的变化而变化。空间上,各监测点土壤CO_2含量无论在纵向或横向上均不相同,但整体上却呈现出一定的规律性。由各监测点不同深度土壤CO_2纵向迁移变化可知,CO_2含量最大值均出现在夏季至秋季之间,以夏季为轴线,在1#点、2#点、3#点处CO_2含量高值区右偏移距离较短,4#点处CO_2含量高值区右偏移距离大于在1#点、2#点、3#点处距离,5#点处CO_2含量高值区右偏移距离达到最大,高值区出现在秋季。2)洞穴方面。自2015年1月至2016年5月,织金洞CO_2含量高值区由洞穴中后部迁移至洞穴中部,由洞穴中部再次迁移到洞穴中前部,由洞穴中前部迁移到洞穴前部,2015年9月份以后,由洞穴前部又迁移到洞穴中前部,由洞穴中前部迁移到洞穴中部,2016年2月由洞穴中部迁移到洞穴中后部。由2015年2月开始迁移至2016年2月回到原点,此后新的一轮迁移由开始,说明周期性较强。空间上,洞穴CO_2空间分布随着距洞口不断的深入,CO_2含量不断上升,在洞穴中部达到最大值,表现出两端低中间高的分布趋势。3)土壤-洞穴CO_2协同响应分析。研究区全年土壤CO_2在20 cm、40 cm、60 cm、80 cm处均与洞穴CO_2拟合性较强,R2分别表现为:0.742、0.751、0.803、0.814。说明研究区土壤-洞穴CO_2迁移变化具有协同响应,表现为:春季土壤-洞穴CO_2缓慢上升,上升至夏秋季节达到一年中最高值区域,随着气候变化、季节的迁移,秋季后期土壤洞穴CO_2开始下降,下降幅度较大。到达冬季时,土壤-洞穴CO_2达到一年中的最小值。总体上,研究区土壤-洞穴CO_2呈现出较强的规律性,这主要是由于地下世界洞穴的存在是具有一定的区域面,而不是一个点状的存在,洞穴CO_2的来源也不具有点状性。所以洞穴上覆单个土壤点是无法控制洞穴内部CO_2的迁移变化,而是整个洞穴上覆区域的协同作用,最终对土壤-洞穴CO_2迁移变化起到一定的影响。通过水化学对土壤-洞穴CO_2迁移响应分析得出,导致研究区土壤-洞穴CO_2协同响应的主要因素为:○1土壤空气CO_2不断的下沉,通过基岩裂隙、溶管等直接进入洞穴内部,对洞内CO_2变化起到一定贡献作用;○2大气降水通过溶解土壤内的CO_2,促使其具有较强的酸性,然后进入到基岩内部充分对基岩进行溶蚀、侵蚀作用,使水达到饱和状态,最后进入到洞穴内部与洞穴空气接触并运动,这就促使其释放出CO_2的同时进行沉积;○3季节的变化促使土壤的生物、微生物的活动,土壤理化性质以及降水等的变化。最终导致土壤-洞穴CO_2含量在不同季节发生明显的协同变化。(4)研究区在监测过程中为平常年份,分析结果对平常年份具有指导与实践意义。但对于异常年份,比如旱涝以及冰雹等年份数据存在一定的缺失,望以后不断跟进这方面的研究,以达到对某个区域洞穴深入探析,弥补其不足。同时也期望持续监测能得到更具说服力和更为详尽的研究。

黎有为, 贺卫, 钱治, 吴克华, 高占冬[10]2016年在《贵州省威宁县老干洞洞穴成因与价值研究》文中研究表明威宁一带尚未有可供开发的洞穴旅游资源报道。对威宁县老干洞进行实地测量并绘制洞穴图,结果显示,老干洞呈NE-SW向发育于下二迭统茅口组(P1m)灰岩中,由1条主洞及4条支洞组成,实测长度为1 038 m,深度为24.67 m。洞穴总共分为叁层,二、叁层洞穴洞底发育季节性地下河,第一层洞底终年积水。洞道坡降较小,形态呈拱形、叁角形、椭圆形、楔形、梯形等,滴石类及流石类洞穴次生化学沉积物发育,冲积物主要为粘土及粉砂。老干洞为一大型洞穴,在适宜的气候、岩性、构造及水文条件下形成,洞穴形成经历了深潜期、渗流期及半悬托期叁个阶段,具备一定的开发价值,可整合周边旅游资源综合开发,将带动区域经济发展。

参考文献:

[1]. 贵州喀斯特洞穴信息系统研制与应用[D]. 周忠发. 贵州师范大学. 2004

[2]. 基于微气候数学模型的洞穴CO_2迁移变化机制研究[D]. 张强. 贵州师范大学. 2016

[3]. 贵州喀斯特洞穴旅游资源信息化服务平台框架构建设计[J]. 周文龙, 赵卫权, 吴克华, 张洪亮, 李坡. 绿色科技. 2016

[4]. 西南喀斯特旅游景观开发的空间组织研究[D]. 白海霞. 云南师范大学. 2009

[5]. 喀斯特旅游资源开发的环境经济损益分析与研究[D]. 汤波艳. 贵州师范大学. 2004

[6]. 贵阳天河潭旱洞硅藻生物多样性与环境初步研究[J]. 刘明, 王倩, 马健荣, 詹金星, 尹伟荣. 中国岩溶. 2009

[7]. 石林地区喀斯特洞穴动物的保护(英文)[J]. 黎道洪. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2003

[8]. 地下的贵州[J]. 冉景丞. 森林与人类. 2008

[9]. 喀斯特地区土壤—洞穴CO_2迁移变化及其协同响应研究[D]. 张绍云. 贵州师范大学. 2017

[10]. 贵州省威宁县老干洞洞穴成因与价值研究[J]. 黎有为, 贺卫, 钱治, 吴克华, 高占冬. 贵州科学. 2016

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