基于等高線樹(shù)的峰林峰叢地表形態(tài)特征研究.pdf

1、峰林峰叢是巖溶地貌中形態(tài)特征極為典型、特殊的一種地貌類(lèi)型。不同峰林峰叢的個(gè)體及群體地貌形態(tài)特征，是巖溶地貌各種成因條件綜合作用的體現(xiàn)，又在相當(dāng)程度上反映出該地區(qū)巖溶地貌發(fā)育的總體進(jìn)程，因而成為巖溶地貌學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。由于數(shù)據(jù)和方法的局限，以往峰林峰叢地貌的研究多關(guān)注于單一地貌單元的形態(tài)描述和分析，較少關(guān)注其特有的群體結(jié)構(gòu)特征。等高線樹(shù)具有能夠在一定宏觀尺度上揭示地貌對(duì)象的群體嵌套、組合關(guān)聯(lián)和空間層次結(jié)構(gòu)特征的功能。本研究以DEM為基本

2、數(shù)據(jù)源，構(gòu)建了峰林峰叢地貌單元的等高線特征模式和峰林峰叢等高線樹(shù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)所選取的一系列特征指標(biāo)的自動(dòng)提取，并從多尺度，多層次、多角度對(duì)峰林峰叢形態(tài)特征的分析，揭示了峰林峰叢地貌在個(gè)體上的地形因子定量特征、地形特征要素分布特征，以及地貌單元群體結(jié)構(gòu)及組合特征。研究所獲得的一系列結(jié)果，深化了對(duì)峰林峰叢地貌形態(tài)特征、地貌發(fā)育演化過(guò)程及其空間分異規(guī)律的認(rèn)識(shí)。主要工作及結(jié)論如下:
　　(1)峰林峰叢等高線特征及地貌單元自動(dòng)提取
　

3、　在充分分析與總結(jié)峰林峰叢地貌的等高線形態(tài)特征以及分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出了峰林峰叢不同地貌單元及其組合的等高線特征模式，并闡述了等高線樹(shù)的概念與構(gòu)建方法。石峰和洼地等高線的組織結(jié)構(gòu)都是由一組同心閉合等高線組成;石峰群及復(fù)合洼地分別為多組石峰及洼地的嵌套、復(fù)合結(jié)構(gòu)。峰洼組合地貌的等高線呈現(xiàn)為正地形與負(fù)地形等高線較為復(fù)雜的組合結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)中，基于等高線的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計(jì)了對(duì)峰林峰叢單元的提取算法，并有效提取?；陉P(guān)鍵等高線節(jié)點(diǎn)構(gòu)建簡(jiǎn)化等高線

4、樹(shù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)峰林峰叢地形的簡(jiǎn)化。
　　(2)峰林峰叢等高線樹(shù)指標(biāo)提取與量化表達(dá)
　　按照峰林峰叢地貌單元等高線的空間包含和層次嵌套特征，構(gòu)建成不同地貌單元的等高線樹(shù)。結(jié)合峰林峰叢形態(tài)和樹(shù)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按科學(xué)性、系統(tǒng)性與準(zhǔn)確性等原則，選取了一系列反映峰林峰叢形態(tài)的特征指標(biāo)，并歸類(lèi)為節(jié)點(diǎn)屬性指標(biāo)和形態(tài)結(jié)構(gòu)指標(biāo)。詳細(xì)闡述了形態(tài)結(jié)構(gòu)指標(biāo)和節(jié)點(diǎn)屬性指標(biāo)的數(shù)學(xué)描述算法與地學(xué)意義。分析了DEM分辨率對(duì)等高線樹(shù)構(gòu)建及其特征指標(biāo)表達(dá)的影響。

5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，DEM分辨率對(duì)樹(shù)形態(tài)指標(biāo)的提取及表達(dá)有較大影響。
　　(3)峰林峰叢地表形態(tài)特征分析
　　通過(guò)峰林峰叢等高線樹(shù)形態(tài)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其在不同地貌類(lèi)型區(qū)都呈現(xiàn)出不同程度的自相似特征。基于面積權(quán)重的節(jié)點(diǎn)序列方法，將半結(jié)構(gòu)化的等高線數(shù)據(jù)序列化成長(zhǎng)度一致的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，然后分析峰林峰叢在不同尺度、不同角度、不同層次下的形狀特征。結(jié)果表明在不同的地貌類(lèi)型中，無(wú)論是以圓度系數(shù)還是緊度系數(shù)作為測(cè)度，子節(jié)點(diǎn)都比父節(jié)點(diǎn)所表征的地形形狀要更接