地貌是自然地域综合体的主导要素,直接影响甚至决定着其他要素的特征。地貌条件与生产建设关系十分密切,现今世界正面临着人口、资源与环境等诸多问题的严峻挑战,其中很多都与地貌条件有着不可分割的联系,因此,研究地貌对于未来经济建设和生态环境保护都具有重要意义。
地貌图既是地貌学研究的重要内容,也是地貌学研究成果综合体现,可以较为全面地反映我国地貌学研究的进展和水平。为了落实全国1978~1985年科学技术规划,前国家科委、中国科学院和前农林部于1978年正式提出编制包括1:100万中国地貌图在内的全国一套自然条件与自然资源图的任务,并将编制地貌图的任务委托原中国科学院地理研究所组织全国有关单位共同完成。中国科学院地理研究所积极响应,马上组成了以沈玉昌先生为首的工作组,并于同年11月在重庆召开了全国地貌制图会议的预备会。1979年3月,又组织编写了《1:100万中国地貌图制图规范》和《1: 100万中国地貌图分类系统与图例系统说明》(讨论稿),并部署了全国范围内的样图试验。至1989年,共有15幅地貌图和总图例表由科学出版社出版。此项工作,前后历时10年,全国60多个单位的300多位专业人员参加了工作。但由于种种原因,百万系列地貌图的编制工作没有得到进一步发展,地貌图编制工作也一度中断,全国1: 100万地貌图仅完成了15幅试验样图的编制和出版。
为了推动地学信息图谱的研究工作,使其不仅具有概念和理论的探讨,而且具有明确的应用研究目标,以“中国地貌空间格局及其演化机理”作为研究对象,试图由此而建立起地学信息图谱理论与方法体系。自2001 年起,在国家自然科学基金委国家杰出青年基金的支持下,在周成虎研究员的主持和领导下,资源与环境信息系统国家重点实验室启动了《中国地貌(世纪网络版)》和地貌制图的试验研究工作,组织中国科学院相关研究所和有关的大学,邀请国内老一辈地貌学家为指导,再度发起百万地貌图的编制工作。之后,该项工作得到了国家科技基础条件平台建设计划“地球系统科学数据共享网”(2005年)、中国科学院知识创新工程三期项目(2006年)、国家自然科学青年基金(2005年)和中国西部环境与生态科学数据平台(2006年)、资源与环境信息系统国家重点实验室基金(2008年)等项目的进一步支持,使这项工作得以持续发展。
经过三代人、两个时期、持续近30年的努力,“中华人民共和国1:100万地貌图集”全面编辑完成,并将在近期出版发行。全国百万地貌图研究面向国家自然环境与生态调查、区域发展规划等重大需求,在继承前人工作的基础上,经过八年的联合研究与攻关,完成全国1:100万地貌图编制出版和地貌数据共享系统建设,包括三个方面:
一、数值地貌分类与编码系统和地貌综合定量解析技术体系
[1] 在系统研究中国地貌成因与演化机理的基础上,确立了中国地貌条件定量化表达指标体系,提出和构建了中国六级共2000多种类型的地貌数值分类系统,采用矩阵法,构建了全国统一的地貌类型编码系统。
[2] 提出了基于地貌单元的多源空间信息融合方法,构建了全国主要地貌类型遥感解析样本特征库,研究和建立了“定位、定量和定性”相统一的地貌遥感解析方法;制定了基于地理信息系统/运用多源遥感信息的数字地貌遥感解析技术规程,形成了“统一科学名词、统一基础数据、统一系统分类、统一解析方法”的数字地貌陆域遥感综合解译的技术体系;在总结前人成果的基础上编制了中国1:100万海底地貌制图规范。
二、地图代数的地貌符号系统和自适应地貌可视化系统
[3] 以地图代数理论为基础,首次构建了以图斑反映地貌形态成因和以点、线、面符号反映形态结构的地貌符号系统;在地貌制图方法上,采用形态成因逐级细分,构建了形态成因类型的图斑与形态结构类型的点、线、面分层细划再叠置组合的新方法,可供有关图件的编制利用。
[4] 针对无缝、多尺度地貌信息显示和查询,研发了全自主地貌图自适应可视化系统,率先在国际上开展地图自适应可视化的工作,实现了中国1:100万74幅图的分幅地貌数据之间及海洋与陆地地貌数据之间的无缝拼接。
三、中华人民共和国1:100万地貌图集与共享系统
[5] 设计和制造了弹性强、压模不破损、久用不变形、适合巨型图集装订的封面内装结构版,大型地图集蝴蝶装背脊压弧器,实现了大型图集蝴蝶装订方式的复兴和专题内容的现代化结合。
[6] 在国际大国范围内,率先编制完成了国家级1:100万地貌图,填补了该领域国内外空白;地貌内容包含74幅,首次实现了百万级专题图的海陆一体化;图集突破已出版百万级专题图的版面设置模式,由地貌专题图、基于SRTM制作的地貌晕眩图、遥感影像图及地貌特征说明四部分内容构成一幅图,实现了制图内容和表现形式的创新。
[7] 以现代网络地理信息系统为支撑,首次建成了全国地貌数据共享系统。
全国百万地貌图研究成果已被得到国内外同行的认可,部分成果获得重要科技奖励,如2007年获得新疆维吾尔自治区科技进步一等奖、2008年度获得福建省科学科技进步一等奖。
资源与环境信息系统国家重点实验室 供稿