基于GIS的流域地貌形态分形空间变异特征研究

发布时间：2020-11-02 22:23

　　 流域地貌形态的科学量化研究是地貌学研究的热点问题之一。本文在充分研究现有流域地貌形态定量方法的基础上，借鉴数理统计、相关分析法和地貌单因子指标等地貌定量描述方法的特点，将表示地面倾斜程度的地貌单因子指标—坡度引入分形模型中作为地貌的重要特征信息值，在三维空间扫描盒坐标系下，以不同尺度的三维立方体盒子作为统计单元，统计计算地表均一坡度下的地面起伏量，从而构建表征地面起伏度的地貌形态分形三维特征信息维数GIS模型。研究不同尺度DEM模型下，流域分形的变化特征，以及分析总结出流域地貌分维增长曲线特征。为了验证地貌形态分形三维特征信息维数GIS模型的有效性，本文以我国西北干旱区典型的内陆河黑河上游流域祁连山区作为研究区域，分析流域地貌形态的特征，以地形为主要标准，以流域DEM为数据基础，使用ArcGIS平台下的水文模型空间分析模块，对研究区的流域进行水文分析，并对流域进行不同尺度的分割，分析总结出子流域分割的分形特征。使用开发的GIS分形计算软件计算和分析黑河上游流域典型流域盆地（北大河流域盆地和黑河流域盆地）的22个子流域，在大尺度下各子流域地貌形态量化值和空间变异特征的基础上，结合气候、地形等要素空间分布的不均匀性和规律性，分析得出不同要素类型区地貌形态空间变异特征，并总结出黑河上游流域地貌形态分形空间变异的成因，充分验证了地貌形态分形三维特征信息维数GIS模型对不同坡度的适用性，并能完整体现出气候和河流等外营力作用对流域盆地地貌整体的影响，揭示了复杂地貌形态下的黑河上游流域的水文意义，为黑河上游流域水资源可持续利用和生态恢复建设的宏观决策和社会经济发展提供科学理论依据。
【学位单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位年份】：2012
【中图分类】：P208;P931
【部分图文】：

图 2-1 数盒子法种层次的缝隙和空洞，有些小盒子是数有多少小盒子不是空的，所得的非 r，继续把分形实体覆盖起来，所得非得到数盒子法定义的分维:rNrDr lnln()lim00→= 只能取有限的 r，而且只能取无标度区列的 r 和 N(r)，然后由双对数坐标中的是，上式必须要求存在标度关系:

其空间形态特征。（Digital Elevation Model，简称 DEM）由r 教授于 1956 年首次提出，它是地球自然表面,1999)，是用一组有序数值阵列形式表示地面高信息。DEM 数据包含了丰富的地形及相关的地成为各种地理信息的载体以及国家地理信息的据形式的多样性及应用领域的广泛性，为构造地新的手段。基于 DEM 的地貌研究实质上就是数数字高程模型理论和相关分析技术业已得到地学其作为一种常规的地貌研究手段和工具。建模，可以用数字高程模型(DEM)来模拟流域地像元长度为边长的正方形，不同高度的柱状体所2：

图 2-3 局陇小流域 DEM 和水系地貌形态如图 2-3所示,现以像元分辨率90m的D体积信息维数 GIS 模型对该小流域地貌形态分形特分布概率的计算公式：VvPrii()=33第 i 个非空盒子所包含的地貌体积；V 指地貌的总立方体盒子边长尺度是以栅格像元长度 90m 的整子边长暂时设置为 90—2970(单位:m)，计算结果如
【参考文献】

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本文编号：2867653