发布时间：2019-10-12所属分类：建筑师职称论文浏览：1次
摘 要： 摘要：基于 SRTM-DEM 数据，本研究提取了研究区高程以及地形起伏度，并利用决策树分类方法对西南三省一市山地地貌基本类型进行划分以及定量分析。根据中国基本地貌类型划分标准，将西南地区三省一市地貌基本类型划分为 26 类，并对各省市的地貌类型进行定量
摘要：基于 SRTM-DEM 数据，本研究提取了研究区高程以及地形起伏度，并利用决策树分类方法对西南三省一市山地地貌基本类型进行划分以及定量分析。根据中国基本地貌类型划分标准，将西南地区三省一市地貌基本类型划分为 26 类，并对各省市的地貌类型进行定量分析。结果表明，西南三省一市地貌类型丰富，海拔以中海拔和高中海拔为主，地形起伏度以中小起伏为主，地势较为平缓。
关键词：西南三省一市;地貌类型;数字高程模型;海拔;起伏度
地貌对人类活动有着重要的影响，与人类的生产生活、社会发展、生态环境等紧密相关。以前，人们提取地貌类型信息主要靠人力资源，分析地形图并到野外实地勘查，这个方法虽然精确，但是效率低且消耗巨大的人力以及物力。近年来，随着科学技术的飞速发展，人们开始基于数字高程模型、遥感影像等数据源利用遥感解译的方法提取地貌类型信息。例如，李炳元等根据不同的海拔高度和相对高差组合，将全国划分为 28 个基本地貌类型 [1];陈庆涛等人通过解译遥感 TM 图像完成川东地区地貌类型图的绘制工作 [2];闾国年等人从地貌学的角度出发，利用 GIS 技术来提取不同的特征地貌 [3]。以上研究对地貌的定量分析有很大的促进作用，地貌的定量研究主要是以数字高程模型作为区域地面高程的数字表示，以此进行地形要素的提取与分析，是一种获取地表信息的有效手段，这对人们的生产生活具有重要的理论与现实意义。基于此，本研究以西南三省一市为研究区，基于 SRTM-DEM 数据对西南三省一市的地貌特征进行提取与分析，采用李炳元等制定的最新中国地貌类型划分指标对西南三省一市地貌进行类型划分，以期为西南三省一市人口、经济的相关研究提供数据支持。
1 数据与研究方法
1.1 研究区概况
西南三省一市包括四川、贵州、云南三省和重庆市。纬度大致介于北纬 21°～ 35°，幅员面积 11.28×105 km2 ，人口约 1.6 亿。区内河流纵横，峡谷广布，属亚热带季风气候，冬暖夏热，无霜期长，气候湿润。地势起伏较大，地形复杂多样，地跨全国一、二阶梯，地貌类型丰富，主要为高原和山地，喀斯特地貌广泛分布。良好的地势条件，孕育了该区丰厚的自然资源，对西南片区的生态环境保护具有重要意义。
1.2 研究方法
1.2.1 地貌类型划分
本研究采取的分类方法是基于专家知识的决策树分类法。利用 SRTM-DEM 提取的西南三省一市数字高程模型(90 m×90 m)，分别提取研究区的高程和地形起伏度模型，参考李炳元等人的地貌类型划分方法，分别对高程要素和地形起伏度要素进行分级，再利用基于专家知识的决策树分类进行研究区地貌类型的提取，得到研究区地貌类型分类结果。
根据李炳元等人制定的中国地貌类型划分标准，将研究区高程分为五个等级，低海拔(< 1 000 m)、中 海 拔(1 000 ～ 2 000 m)、 高 中 海 拔(2 000 ～ 4 000 m)、高海拔(4 000 ～ 6 000 m)、极高海拔(> 6 000 m);将地形起伏度分为六个等级，平原(< 20 m)、台地(20 ～ 30 m)、丘陵(30 ～ 200 m)、小起伏山(200 ～ 500 m)、中起伏山(500 ～ 1 000 m)、大起伏山(1 000 ～ 2 500 m)。地貌划分结果如表 1 所示。
1.2.2 海拔高度
利用原始数据 SRTM-DEM，根据李炳元等制定的中国地貌基本类型划分指标，将高程分为低海拔(< 1 000 m)、中海拔(1 000 ～ 2 000 m)、高中海拔(2 000 ～ 4 000 m)、高海拔(4 000 ～ 6 000 m)、极高海拔(> 6 000 m)，共五个级别。
1.2.3 地形起伏度
地形起伏度是指一个特定区域内的相对高差。从定义可以看出，随着“一个特定的区域”的增大，地形起伏度必然会增加。所以，确定这个特定区域的大小是计算地形起伏度的关键。依据张伟等人基于 DEM 的中国地形起伏度适宜计算尺度研究，本文选择 4.72 km2 作为地形起伏度适宜计算尺度 [4-6]。本研究采用窗口分析法来计算地形起伏度。
地形起伏度是地貌类型划分的一个重要指标，研究区内地形起伏的变化范围是 0 ～ 2 238 m，按照李炳元等人制定的地形起伏度划分标准，将研究区地形起伏度分为平原(< 20 m)、台地(20 ～ 30 m)、丘陵(30 ～ 200 m)、小起伏山地(200 ～ 500 m)、中起伏山地(500 ～ 1 000 m)、大起伏山地(1 000 ～ 2 500 m)，共六个级别。 1
.3 数据源
本文使用的高程数据 SRTM-DEM，来自地理空间 数 据 云(http：//www.gscloud.cn/)， 分 辨 率 为 90 m×90 m，利用 ENVI5.1 软件对数据进行辐射定标、拼接、裁剪等预处理后，得到西南三省一市数字高程模型。然后，进一步提取西南三省一市的海拔、地形起伏度等要素信息 [9-11]。
1.3.1 海拔高度
图 1 为高程分级结果，由图 1 可以看出，西南地区高程空间分布总体呈西高东低的趋势，平原、台地、丘陵主要分布在东北部和东部，中山和高中山主要分布在南部和西南部，高山和极高山集中分布在研究区西北部。
1.3.2 地形起伏度
图 2 为地形起伏度分级结果，由图 2 可以看出研究区内地势起伏，西北部较大，东北部地势相对平缓，多为平原、台地、丘陵地形，南部 , 以小起伏山和中起伏山为主。整体呈西陡东缓的趋势，西部地势起伏较大，东部地势起伏则相对平缓。
2 结果与分析
2.1 地貌类型划分
考虑到研究区地形复杂，本文按照高程和地形起伏度两个指标来进行西南三省一市的地貌类型划分。按照高程和地形起伏度两个指标来进行西南三省一市的地貌类型划分。根据高程划分等级和地形起伏度划分等级的组合，将西南三省一市的地貌类型共分为 26 类，划分结果如图 3 所示。
各省市地貌类型面积统计如表 2 ～表 7 所示，其中数值单位均为 km2 。由此可知，整个西南三省一市分布最为广泛的是小起伏山地，面积约 493 296.90 km2 ，占研究区总面积的 40.79%;其次是中起伏山地，面积约 431 692.02 km2 ，占研究区总面积的 35.69%;两者面积之和占整个研究区的 3/4。这两种地貌在云南省和四川省分布较广，小起伏山地在云南省的占地面积约 179 008.32 km2 ;中起伏山地在四川省的占地面积约 215 546.32 km2 。丘陵面积约 187 180.00 km2 ，占研究区总面积的 15.48%;大起伏山地面积约 82 630.78 km2 ，占研究区总面积的 6.83%;而平原和台地的分布最少，面积 为 9 837.01 km2 和 4 784.90 km2 ，分别占研究区总面积的 0.81% 和 0.40%。
2.2 各省市地貌类型划分
2.2.1 四川省地貌类型划分
四川省地貌类型较为丰富，包含研究区所有的 26 种地貌类型。四川省分布最广泛的为中起伏山地，占其总面积的 40.42%;其次为小起伏山地，占比 27.96%;再次是丘陵和大起伏山地，占比分别为18.63% 和 10.84%;分布最少的是平原和台地，所占比率分别为 1.46% 和 0.69%。
2.2.2 云南省地貌类型划分
云南省拥有全部的 26 种地貌类型，地貌类型丰富，分布最广的是小起伏山地和中起伏山地，占比分别为 44.78% 和 39.53%，两者面积之和占整个云南省的 4/5;其次是丘陵和大起伏山地，占比为 9.55% 和 5.45%;分布最少的平原和台地，两者面积之和仅占云南省总面积的 0.69%。
2.2.3 贵州省地貌类型划分
贵州省地貌没有云南省和四川省地貌类型丰富，只涵盖了 16 种地貌类型。其中小起伏山地占地面积最广，占比为 67.33%，占整个贵州省总面积的 3/5;其次为丘陵和中起伏山地，占比分别为 15.60% 和 16.94%;而平原、台地和大起伏山地的分布极少，三者总面积之和占贵州省面积的 0.12%，几乎可忽略不计。可见贵州省的地貌类型较为单一，多为丘陵、小起伏山地和中起伏山地。
2.2.4 重庆市地貌类型划分
重庆市地貌类型也较为单一，仅包含 16 种地貌类型。占地面积最广的是小起伏山地，占重庆市总面积的 44.12%;其次为丘陵和中起伏山地，分别占重庆市总面积的 22.87% 和 29.49%;而平原、台地和大起伏山地分布则较少，占比分别为 0.05%、0.36% 和 3.11%。
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3 结论
利用 SRTM-DEM 数据提取西南三省一市地区地貌形态，研究结果表明，西南三省一市小起伏山地和中起伏山地分布最为广泛，总体地形西高东低，极高海拔以及高海拔多分布在西北部，即四川省境内;而地形起伏大较大的地区为西部和北部，主要分布在四川、云南，其他省市的地形则较为平缓。
研究区地貌类型复杂多样，包括低海拔平原、小起伏山地、大起伏山地共 26 类。四川省地貌类型以中起伏山地为主，主要分布在其西部和东北部;云南省地貌类型分布最广的是小起伏山地，多分布于南部和东北部;贵州省地貌类型面积占比最大的是小起伏山地，集中分布在西部以及中部;重庆市地貌类型分布最广泛的也是小起伏山地，主要分布在中部以及东南部。若能改变计算地形起伏度时的适宜尺度，将计算结果进行比较，将会得到更加客观的结果，这也是笔者进一步的研究方向。
SCISSCIAHCI
