基于不同分辨率DEM的黄土高原地形起伏度研究

刘元 韩磊

摘 要：基于12.5 m、30 m、90 m三种不同分辨率DEM数据，以黄土高原区域的榆林市为例，利用ArcGIS和均值变点法确定地形起伏度分析的最佳分辨率与最佳分析窗口大小，并对榆林市地形分级。结果表明榆林市地形起伏度分析的最佳分辨率为12.5 m，最佳分析窗口大小为18×18，对应的窗口面积为5.062 5 km2。地势起伏平坦区位于榆林市西北部，中部为台地，所占面积最大，约为研究区面积的46.869 %，南部为丘陵沟壑区，起伏较大。研究成果为黄土高原水土保持和生态治理提供了科学参考。

关键词：地势起伏度;不同分辨率;均值变点法;黄土高原

中图分类号：P217     文献标识码：A       文章编号：1003-5168（2021）27-0089-06

Abstract：Based on DEM data with three different resolutions of 12.5 m， 30 m， and 90 m，and taking Yulin City in the Loess Plateau as an example，this paper uses ArcGIS and mean change point method to determine the optimal resolution and optimal analysis window size of relief amplitude analysis， so as to classify the terrain of Yulin city.The results show that the optimal resolution of relief amplitude analysis in Yulin City is 12.5 m，and the optimal analysis window size is 18×18， and the corresponding window area is 5.062 5 km2. The undulating flat area is located in the northwest of Yulin City. The middle part is the platform， which occupies the largest area， about 46.869% of the study area. The south part is a hilly and gully area with large undulations. The research results can provide a scientific reference for soil and water conservation and ecological management in the Loess Plateau.

Keywords：relief amplitude; different resolution; mean change point method; the Loess Plateau

地表是人类活动的主要场所[1]，地形作为最基本的地理要素，對陆地的系统结构、人类生产活动具有重要影响[2]。地形因子制约着地表的物质与能量在分配，决定地表的利用与生态环境。地形起伏度是领域内最大高程与最小高程之差，是描述地貌形态的一个定量化指标，综合表征区域内海拔高度与地表破碎度[3]。涂汉明通过计算得出中国地形起伏度最佳统计单元为21 km2， 针对不同比例尺有2 km2、10 km2、16 km2、20 km2、22 km2五种不同起伏度最佳统计单元[4];郎玲玲基于两种比例尺计算了福建地形起伏度最佳窗口大小分别为4.41 km2（1：25万）与0.40 km2（1：10万）[5];张伟计算全国1：25万与1：10万DEM数据最佳统计窗口为4.72 km2与3.20 km2[6]。地形的起伏是导致水土流失的最直接因素，对不同分辨率地形起伏的提取是区域水土流失评价的重要基础性工作，不仅具有数学意义也具有地貌学和生态学意义[3]。……