基于DEM的黄土高原小流域地貌系统的有序化演化机理研究

摘要

随着地貌学和系统论的不断发展，黄土高原流域地貌系统得到了诸多专家的深入研究，同时在结合流域地貌熵与耗散结构等概念后，作为地貌学理论核心的地貌的平衡与演化有了计算基础。现有黄土高原小流域地貌研究表明，如果将小流域地貌看作一个整体，该流域地貌系统的侵蚀演化过程是一个地貌熵值不断减小的过程，也就是表明了小流域地貌发展是逐渐有序化过程，也间接表明了流域地貌内某个或者多个量化后的地貌形态值是处于一个趋于有序化的演化过程。但是，对于一个小流域地貌系统来说，该系统内部的哪些系统要素或者系统状态变量在系统演化过程中逐步变得更加有序化等问题还尚未得到有效解决。为此，本文借助于黄土高原人工降雨实验获取的地貌演化的九期DEM数据，对地形因子进行初步分类，并对部分地形因子的有序性演化过程及其地貌演化阶段之间的联系等进行研究，从而对黄土高原小流域地貌系统的演化机理进行初步探索，对未来进一步揭示黄土高原小流域地貌系统的演化规律和黄土地貌的侵蚀规律具有重要理论意义。本文的主要成果和结论如下:
　　(1)基于不同的分类原则，并充分考虑小流域地貌系统的研究对象与范围，将小流域地貌系统的地形因子划分为系统组成要素地形因子和系统状态要素地形因子两大类。
　　(2)对分类后的地形因子进行筛选，选取河网、高程及坡向地形因子作为地形因子有序性演化的研究对象，研究表明:
　　Ⅰ.坡向因子的玫瑰花图指标在地貌演化过程中逐步变得对称有序，呈现出有序化的演化规律。在地貌发育的幼年期，玫瑰花图主导方向不唯一，分布散乱;在地貌发育的壮年期，玫瑰花图指标逐渐开始沿主导方向对称有序分布;
　　Ⅱ.河网因子的河网等级指标在地貌演化过程中逐步变得有序，呈现出有序化的演化规律。在地貌发育的幼年期，河网空缺的河流级数较多，但空缺的河网逐渐减少;在地貌发育的壮年期，河网的发育稳定，等级分布更加有序;
　　Ⅲ.高程因子的高程条带指标研究表明高程因子不具有有序化演变规律;
　　Ⅳ.坡向和河网地形因子均为小流域地貌系统内的重要因子，坡向与河网因子的有序化演化过程，在一定程度上说明了小流域地貌系统的演化过程是一个不断有序化的演化过程。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 问题的提出

1．2 国内外研究进展

1．2．1 黄土高原地貌研究进展

1．2．2 流域地貌系统及其演化

1．3 研究目标

1．4 研究内容

1．5 技术路线

第二章 小流域地貌系统地形因子分类

2．1 地形因子分类原则

2．2 地形因子的分类

2．2．1 系统组成要素地形因子分类

2．2．1 系统状态要素地形因子分类

2．3 小结

第三章 有序化地形因子的筛选与提取

3．1 概述

3．1．1 地形因子筛选

3．1．2 地形因子提取

3．1．3 河流网络提取

3．2 地貌有序化演化的定量指标提取

3．2．1 坡向因子有序化演化的定量指标提取

3．2．2 河网因子有序化演化的定量指标提取

3．3 地貌有序化演化的定性指标提取

3．3．1 高程因子有序化演化的定性指标提取

第四章 小流域地貌系统有序化演化机理研究

4．1 实验数据

4．2 小流域地貌系统演化的有序化过程

4．3 坡向因子有序化

4．3．1 坡向因子有序化特征

4．3．2 坡向因子有序化与地貌演化关系

4．3．3 小结

4．4 河网有序化

4．4．1 河网有序化特征

4．4．2 河网有序化与地貌演化关系

4．4．3 小结

4．5 高程因子有序化

4．5．1 高程因子有序化特征

4．5．2 小结

第五章 结论与展望

5．1 研究成果及结论

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况