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摘 要： 摘要：基于 SRTM-DEM 數(shù)據(jù)，本研究提取了研究區(qū)高程以及地形起伏度，并利用決策樹分類方法對西南三省一市山地地貌基本類型進(jìn)行劃分以及定量分析。根據(jù)中國基本地貌類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，將西南地區(qū)三省一市地貌基本類型劃分為 26 類，并對各省市的地貌類型進(jìn)行定量
摘要：基于 SRTM-DEM 數(shù)據(jù)，本研究提取了研究區(qū)高程以及地形起伏度，并利用決策樹分類方法對西南三省一市山地地貌基本類型進(jìn)行劃分以及定量分析。根據(jù)中國基本地貌類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，將西南地區(qū)三省一市地貌基本類型劃分為 26 類，并對各省市的地貌類型進(jìn)行定量分析。結(jié)果表明，西南三省一市地貌類型豐富，海拔以中海拔和高中海拔為主，地形起伏度以中小起伏為主，地勢較為平緩。
關(guān)鍵詞：西南三省一市;地貌類型;數(shù)字高程模型;海拔;起伏度
地貌對人類活動(dòng)有著重要的影響，與人類的生產(chǎn)生活、社會(huì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境等緊密相關(guān)。以前，人們提取地貌類型信息主要靠人力資源，分析地形圖并到野外實(shí)地勘查，這個(gè)方法雖然精確，但是效率低且消耗巨大的人力以及物力。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們開始基于數(shù)字高程模型、遙感影像等數(shù)據(jù)源利用遙感解譯的方法提取地貌類型信息。例如，李炳元等根據(jù)不同的海拔高度和相對高差組合，將全國劃分為 28 個(gè)基本地貌類型 [1];陳慶濤等人通過解譯遙感 TM 圖像完成川東地區(qū)地貌類型圖的繪制工作 [2];閭國年等人從地貌學(xué)的角度出發(fā)，利用 GIS 技術(shù)來提取不同的特征地貌 [3]。以上研究對地貌的定量分析有很大的促進(jìn)作用，地貌的定量研究主要是以數(shù)字高程模型作為區(qū)域地面高程的數(shù)字表示，以此進(jìn)行地形要素的提取與分析，是一種獲取地表信息的有效手段，這對人們的生產(chǎn)生活具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。基于此，本研究以西南三省一市為研究區(qū)，基于 SRTM-DEM 數(shù)據(jù)對西南三省一市的地貌特征進(jìn)行提取與分析，采用李炳元等制定的最新中國地貌類型劃分指標(biāo)對西南三省一市地貌進(jìn)行類型劃分，以期為西南三省一市人口、經(jīng)濟(jì)的相關(guān)研究提供數(shù)據(jù)支持。
1 數(shù)據(jù)與研究方法
1.1 研究區(qū)概況
西南三省一市包括四川、貴州、云南三省和重慶市。緯度大致介于北緯 21°～ 35°，幅員面積 11.28×105 km2 ，人口約 1.6 億。區(qū)內(nèi)河流縱橫，峽谷廣布，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，冬暖夏熱，無霜期長，氣候濕潤。地勢起伏較大，地形復(fù)雜多樣，地跨全國一、二階梯，地貌類型豐富，主要為高原和山地，喀斯特地貌廣泛分布。良好的地勢條件，孕育了該區(qū)豐厚的自然資源，對西南片區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
1.2 研究方法
1.2.1 地貌類型劃分
本研究采取的分類方法是基于專家知識的決策樹分類法。利用 SRTM-DEM 提取的西南三省一市數(shù)字高程模型(90 m×90 m)，分別提取研究區(qū)的高程和地形起伏度模型，參考李炳元等人的地貌類型劃分方法，分別對高程要素和地形起伏度要素進(jìn)行分級，再利用基于專家知識的決策樹分類進(jìn)行研究區(qū)地貌類型的提取，得到研究區(qū)地貌類型分類結(jié)果。
根據(jù)李炳元等人制定的中國地貌類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，將研究區(qū)高程分為五個(gè)等級，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)、極高海拔(> 6 000 m);將地形起伏度分為六個(gè)等級，平原(< 20 m)、臺(tái)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)。地貌劃分結(jié)果如表 1 所示。
1.2.2 海拔高度
利用原始數(shù)據(jù) SRTM-DEM，根據(jù)李炳元等制定的中國地貌基本類型劃分指標(biāo)，將高程分為低海拔(< 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)、極高海拔(> 6 000 m)，共五個(gè)級別。
1.2.3 地形起伏度
地形起伏度是指一個(gè)特定區(qū)域內(nèi)的相對高差。從定義可以看出，隨著“一個(gè)特定的區(qū)域”的增大，地形起伏度必然會(huì)增加。所以，確定這個(gè)特定區(qū)域的大小是計(jì)算地形起伏度的關(guān)鍵。依據(jù)張偉等人基于 DEM 的中國地形起伏度適宜計(jì)算尺度研究，本文選擇 4.72 km2 作為地形起伏度適宜計(jì)算尺度 [4-6]。本研究采用窗口分析法來計(jì)算地形起伏度。
地形起伏度是地貌類型劃分的一個(gè)重要指標(biāo)，研究區(qū)內(nèi)地形起伏的變化范圍是 0 ～ 2 238 m，按照李炳元等人制定的地形起伏度劃分標(biāo)準(zhǔn)，將研究區(qū)地形起伏度分為平原(< 20 m)、臺(tái)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)，共六個(gè)級別。 1
.3 數(shù)據(jù)源
本文使用的高程數(shù)據(jù) SRTM-DEM，來自地理空間 數(shù) 據(jù) 云(http：//www.gscloud.cn/)， 分 辨 率 為 90 m×90 m，利用 ENVI5.1 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、拼接、裁剪等預(yù)處理后，得到西南三省一市數(shù)字高程模型。然后，進(jìn)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
圖 1 為高程分級結(jié)果，由圖 1 可以看出，西南地區(qū)高程空間分布總體呈西高東低的趨勢，平原、臺(tái)地、丘陵主要分布在東北部和東部，中山和高中山主要分布在南部和西南部，高山和極高山集中分布在研究區(qū)西北部。
1.3.2 地形起伏度
圖 2 為地形起伏度分級結(jié)果，由圖 2 可以看出研究區(qū)內(nèi)地勢起伏，西北部較大，東北部地勢相對平緩，多為平原、臺(tái)地、丘陵地形，南部 , 以小起伏山和中起伏山為主。整體呈西陡東緩的趨勢，西部地勢起伏較大，東部地勢起伏則相對平緩。
2 結(jié)果與分析
2.1 地貌類型劃分
考慮到研究區(qū)地形復(fù)雜，本文按照高程和地形起伏度兩個(gè)指標(biāo)來進(jìn)行西南三省一市的地貌類型劃分。按照高程和地形起伏度兩個(gè)指標(biāo)來進(jìn)行西南三省一市的地貌類型劃分。根據(jù)高程劃分等級和地形起伏度劃分等級的組合，將西南三省一市的地貌類型共分為 26 類，劃分結(jié)果如圖 3 所示。
各省市地貌類型面積統(tǒng)計(jì)如表 2 ～表 7 所示，其中數(shù)值單位均為 km2 。由此可知，整個(gè)西南三省一市分布最為廣泛的是小起伏山地，面積約 493 296.90 km2 ，占研究區(qū)總面積的 40.79%;其次是中起伏山地，面積約 431 692.02 km2 ，占研究區(qū)總面積的 35.69%;兩者面積之和占整個(gè)研究區(qū)的 3/4。這兩種地貌在云南省和四川省分布較廣，小起伏山地在云南省的占地面積約 179 008.32 km2 ;中起伏山地在四川省的占地面積約 215 546.32 km2 。丘陵面積約 187 180.00 km2 ，占研究區(qū)總面積的 15.48%;大起伏山地面積約 82 630.78 km2 ，占研究區(qū)總面積的 6.83%;而平原和臺(tái)地的分布最少，面積 為 9 837.01 km2 和 4 784.90 km2 ，分別占研究區(qū)總面積的 0.81% 和 0.40%。
2.2 各省市地貌類型劃分
2.2.1 四川省地貌類型劃分
四川省地貌類型較為豐富，包含研究區(qū)所有的 26 種地貌類型。四川省分布最廣泛的為中起伏山地，占其總面積的 40.42%;其次為小起伏山地，占比 27.96%;再次是丘陵和大起伏山地，占比分別為18.63% 和 10.84%;分布最少的是平原和臺(tái)地，所占比率分別為 1.46% 和 0.69%。
2.2.2 云南省地貌類型劃分
云南省擁有全部的 26 種地貌類型，地貌類型豐富，分布最廣的是小起伏山地和中起伏山地，占比分別為 44.78% 和 39.53%，兩者面積之和占整個(gè)云南省的 4/5;其次是丘陵和大起伏山地，占比為 9.55% 和 5.45%;分布最少的平原和臺(tái)地，兩者面積之和僅占云南省總面積的 0.69%。
2.2.3 貴州省地貌類型劃分
貴州省地貌沒有云南省和四川省地貌類型豐富，只涵蓋了 16 種地貌類型。其中小起伏山地占地面積最廣，占比為 67.33%，占整個(gè)貴州省總面積的 3/5;其次為丘陵和中起伏山地，占比分別為 15.60% 和 16.94%;而平原、臺(tái)地和大起伏山地的分布極少，三者總面積之和占貴州省面積的 0.12%，幾乎可忽略不計(jì)。可見貴州省的地貌類型較為單一，多為丘陵、小起伏山地和中起伏山地。
2.2.4 重慶市地貌類型劃分
重慶市地貌類型也較為單一，僅包含 16 種地貌類型。占地面積最廣的是小起伏山地，占重慶市總面積的 44.12%;其次為丘陵和中起伏山地，分別占重慶市總面積的 22.87% 和 29.49%;而平原、臺(tái)地和大起伏山地分布則較少，占比分別為 0.05%、0.36% 和 3.11%。
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3 結(jié)論
利用 SRTM-DEM 數(shù)據(jù)提取西南三省一市地區(qū)地貌形態(tài)，研究結(jié)果表明，西南三省一市小起伏山地和中起伏山地分布最為廣泛，總體地形西高東低，極高海拔以及高海拔多分布在西北部，即四川省境內(nèi);而地形起伏大較大的地區(qū)為西部和北部，主要分布在四川、云南，其他省市的地形則較為平緩。
研究區(qū)地貌類型復(fù)雜多樣，包括低海拔平原、小起伏山地、大起伏山地共 26 類。四川省地貌類型以中起伏山地為主，主要分布在其西部和東北部;云南省地貌類型分布最廣的是小起伏山地，多分布于南部和東北部;貴州省地貌類型面積占比最大的是小起伏山地，集中分布在西部以及中部;重慶市地貌類型分布最廣泛的也是小起伏山地，主要分布在中部以及東南部。若能改變計(jì)算地形起伏度時(shí)的適宜尺度，將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，將會(huì)得到更加客觀的結(jié)果，這也是筆者進(jìn)一步的研究方向。