第３２卷第２期２００９年６月
东华理工大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬ
ＯＦ
ＥＡＳＴ
ＣＨＩＮＡ
ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
ＯＦ
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．３２
Ｎｏ．２
Ｊｕｎ．２００９
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—３５０４．２００９．０２．０１６
基于ＧＩＳ的福建省地形分析
陈
芬，
陈文惠
（福建师范大学地理科学学院，福建福州３５０００７）
摘要：数字高程模型（ＤＥＭ）是ＤＴＭ的一种特例，是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达。ＤＥＭ是地理信息系统
进行地形分析的基础数据。采用Ｉ：ＩＯ万数字等高线数据建构３０ｎｌ空间分辨率格网ＤＥＭ。并基于ＤＥＭ进行分级，提取坡度、地形起伏度及坡度聚类，坡谱等地形分析；比较准确地表达了福建的总体地形特征，为地理分析及环境评价等提供了基础的数据。
关键词：ＤＥＭ；地形分析；聚类分析；起伏度中图分类号：ＴＰ７５
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４－３５０４（２００９）０２－１８５－０４
数字高程模型（ＤＥＭ）是ＤＴＭ的一种特例，是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达（汤国安等，２００５）。目前，真三维（３Ｄ）ＧＩＳ还处在研究阶段，ＤＥＭ仍然是ＧＩＳ表现３Ｄ地形的主要２．５维手段，ＧＩＳ中常用ＤＥＭ是基于２．５维表现形式的规则网格（ＧＲＩＤ）和不规则三角网（ＴＩＮ），以及基于二维平面形式表示的等值线图；ＧＲＩＤ是由一组大小相同的网格描述地形表面，它能充分表现高程的细节变化，拓扑关系简单，算法容易实现（刘新华等，２００１）。
ＤＥＭ是地理信息系统进行地形分析的基础数据（汤国安等，２００５）。利用ＤＥＭ可以自动提取地形因子，如坡度、坡向、高程变异、地表粗糙度、曲面面积、体积、谷脊特征分析、水系、河网密度等。随着ＧＩＳ的发展，数字地形分析已被广泛地应用在工程建设、水电站选址、交通枢纽选址、通讯中转站选址、气候分析、水文分析、土壤地理分析、地貌分析、旅游线路选择、区域治理开发等领域（毕华兴等，２００５；杨忠平，２００６；吴志杰等，２００７）。
本研究是基于１：１０万等高线基础上生成分辨率为３０ｍ格网ＤＥＭ，并在此基础上提取坡度，坡向、地形起伏度及相关地形分析等地形的基本分析，比较准确地表达福建的总体地形特征以及复杂的地形地貌分布状况，同时为地理分析及环境评价等提供了基础的数据。
收稿日期：２００８－０７．０５
基金项目：福建省教育厅Ｂ类（ＪＢ０７０６８）
１
研究方法
１．１数据准备
本研究采用ｌ：１０万的福建省数字等高线分幅图，共９７幅，投影为高斯．克吕格投影，等高距为２０ｍ，数据格式为ｃｏｖｅｒａｇｅ；针对海岸带位置提取１：５万地形图数据进行配准、拼接；并对原始数据进行查错和拓扑检查确保数据的准确性；对全省的图幅相临的数据进行配准、拼接。用１：１０万的乡镇界限图做边界。
１．２格网ＤＥＭ的构建
格网ＤＥＭ生成主要采用等高线构建ＴＩＮ法，在ＡＲＣＧＩＳ９．０ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ的工作平台下，利用ＡＲＣ．ＧＩＳ９．０的强大地形分析功能，由等高线建构ＴＩＮ，由ＴＩＮ线性内插生成ＧＲＩＤ，由于矢量等高线的范围比研究区范围要大，内插ＴＩＮ生成的ＤＥＭ其范围要比行政区划界线的范围大，最后需要对生成的ＤＥＭ进行裁剪来消除多余的边界，将行政区划图转换为３０ｎｌ空间分辨率的栅格图像，令其内部属性值为１，外部属性值为０，对格网ＤＥＭ进行空间滤波获取本区的ＤＥＭ（图１）。１．３地形因子的提取及地形分析１．３．１坡度与坡向的提取
坡度是指ＧＲＩＤ中像素高程值的变化率，计算结果以度、小数或百分数的形式存放在像素属性中；坡向是指ＧＲＩＤ中每个像素面的朝向，范围为
ｏ～３６０
作者简介：陈芬（１９７ｌ一），女，硕士，助理研究员，研究方向：ＧＩＳ应用。
Ｅ・ｍａｉｌ：ｆｅｈｅｎｌＩ＠１６３．ｅｏｍ
ｂ，其中０ｂ代表北，９０ｂ代表东等，迄今为
止，坡度和坡向的计算方法可归纳为五种：四块法、
东华理工大学学报（自然科学版）２００９矩
镇界限图叠加，提取各乡镇的坡度分级数据库，利用ＳＰＳＳ软件对福建各乡镇坡度进行聚类分析。１．３．３地形起伏度的提取
地形起伏度是指在所指定的分析区域内所有栅格中最大高程与最小高程的差（刘新华等．２００１）。地形起伏度的提取是在ＡＲＣ／ＩＮＦＯ的ＧＲＩＤ模块支持下，采用７完成地形起伏度图提取。
图１福建省１：１０万ＤＥＭ
Ｆｉｇ．１ＤＥＭｏｆＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅＯｎ１：１０００００ｓｃａｌｅ
ｋｍ
Ｘ
７
ｋｍ的分析窗口，
２结果与分析
２．１海拔高程分析
根据格网ＤＥＭ统计，全省面积１２１
８６９ｋｍ２。
空间矢量分析法、拟合平面法、拟合曲面法、直接解法，经证明，拟合曲面法是求解坡度的最佳方法，拟合曲面法一般采用二次曲面（汤国安等，２００５）。以格网ＤＥＭ为基础，利用ＡＲＣＧＩＳ的ＧＲＩＤ模块的地形分析功能，派生坡度，坡向图；并对坡度进行分级，生成分级图。１．３．２地形统计分析
在ＡＲＣＧＩＳ的支持下坡度分级图与福建省乡
平均海拔高度４７３ｍ，中位高程４５３ｍ，大部分县的中位高程在２５０１７１以上。海拔２０ｎｌ以下的区域仅
３８６３
ｋｍ２，占３．１７％，１００ｉｎ以下区域面积仅占
７８８ｋｍ２
１１．７５％，而海拔５００ｍ以上区域面积６（表１）。
表１福建省各高程统计表
＂ｌａｂ．１
ＳｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆＡｒｅａＰｅｒｃｅｎｔａｇｅＴｏｔａｌｅｄｂｙＥｌｅｖａｔｉｏｎｉｎＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ
２．２坡度分析
与海拔高度较高和相对高差较大相适应的是福建地面坡度较大。根据坡度分级统计，福建陆域≤２。的平地和微坡面仅１５
０９１
坡度≤１５。区域面积占４１．０３％，而＞１５。的陡坡、峻坡和峭坡的面积达７１
８１８
ｋｍ２，占５８．９３％，其中≥
６３０
２５。的峻坡和峭坡面积２９
２）。
ｋｍ２，占２４．３１％（表
ｋｍ２，占１３．０５％，
第２期陈芬等：基于ＧＩＳ的福建省地形分析
１８７
２．３坡度聚类分析结果
通过各乡镇坡度分级聚类分析，福建省以乡镇为单元分成９类不同的乡镇坡度结构类型（图２），以坡度分级为横坐标，面积百分比为纵坐标生成系列坡谱（图３），直观的反映了福建省各乡镇地面坡度情况。由表２可以看出，Ｉ类占乡镇总数的１２．５３％，如鼓楼，焦城农场，≤２０的平地和微坡面占乡镇总面积８０％以上；Ｖ类比重最大，占乡镇总数的２０．１２％，如沙县凤岗镇，古田新城镇，≤２０的平地和微坡面在９个坡度级别里依然比重最大，在２０％以上，但乡镇总体的坡度级别在２～１５０；Ⅷ类占乡镇总数的１９．４４％，如三元区莘口镇，晋安区鼓岭乡，坡度级以１０～３５０为主；乡镇坡度分级聚类分析更准确地表达了全省的地面坡度起伏较大，而且各乡镇坡度结构各具特色，在农业生产上应该更好地因地制宜。
福建省乡镇坡度结构分布图
图２福建省乡镇坡度结构分布图
Ｆｉｇ．２
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｌｏｐｅ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｏｆｔｏｗｎｓｉｎＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ
表３福建省乡镇坡度分级聚类及百分比
Ｔａｂ．３
ＴｈｅｃｌｕｓｔｅｒｓａｎｄｐｅｒｃｅｎｔｓｏｆＳｌｏｐｅ
ｇｒａｄｅｓｏｆｔｏｗｎｓｉｎＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ
类型百分比／％
典型乡镇
２．４起伏度情况
地形起伏度是反映地形起伏的宏观地形因子，利用ＤＥＭ数据提出地形起伏度能够直观的反映地形起伏特征（刘新华等，２００１）。在ＧＲＩＤ模块提出的起伏度图，经分层设色，生成福建省地形起伏度分级图（图４）；福建省地形起伏与地势及坡度具有
明显的相关，在两带山带及水域交界处，地势起伏较大，同时与坡度的分布也呈明显的相关，全省大部分地区起伏度在５０～２００
ｍ之间。
１８８东华理工大学学报（自然科学版）
２００９链
图３系列坡谱
Ｆｉｇ．３
Ｔｈｅｓｅｒｉｅｓ
ｏｆｓｌｏｐｅｓｐｅｃｔｒｕｍ
走向斜贯全境，地形横剖面近似马鞍形。受地质构造线控制和流水的侵蚀作用，在两大山带之间和山区内形成了许多大小不一的串珠状河谷、盆地。复杂的地形对于福建的气候、农业、植被、交通、经济等产生深远的影响，地形分析意义重大。
参考文献
毕华兴，谭秀英，李笑吟．２００５．基于ＤＥＭ的数字地形分析［Ｊ］，２７（２）：４９－５２．
刘新华，杨勤科，汤国安．２００１．中国地形起伏度提取及在水土流失
图４福建省地形起伏度分布图
Ｆｉｇ．４
ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒｅｌｉｅｆａｍｐｌｉｔｕｄｅｓｉｎＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ
定量评价中的应用［Ｊ］．水土保持通报，２ｌ（１）：５８－５９．
汤围安。刘学军，闻国年．２００５．数字高程模型及地学分析的原理与方法［Ｍ］．北京：科学出版社．
３
结论
福建省是典型的山区省份，地势西北高，东南
吴志杰．陈松林，２００７．基于ＴＭ遥感影像的闽两山区土地利用景观格局分析［Ｊ］．东华理Ｔ大学学报，３０（２）：１７１—１７６．
杨忠平，卢文喜，赵军海．２００６．ＡＲＣ／ＩＮＦＯ在流域水文分析中的应用［Ｊ］．世界地质，２５（２）：１８８—１８９．
低，大体平行的闽西和闽中两大山带，呈ＮＮＥ—ＳＳＷ
ＴｅｒｒａｉｎＡｎａｌｙｓｉｓＢａｓｅｄ
，
ｏｎ
ＧＩＳｉｎＦｕ．ｉｉａｎ
一
ＮＦｅｎＥＨＣＨＥＮＣｅｃＷｅｎｎｉｈｕｉｖｏｒＰ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ
Ａｎｄｉｔｉｓａｌｓｏ
ｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆｕｊｉａｎ
ａ
ＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ，ＦＪ３５０００７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｅｌｅｖａｔｉｏｎ
ａｎ
Ｍｏｄｅｌｓ（ＤＥＭ）ｉｓｃｏｍｍｏｎｍｅｔｈｏｄｕｓｅｄｉｎｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｅｌｉｎｇ．
ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｏｏｌｆｏｒｔｅｒｒａｉｎａｎａｌｙｓｉｓ．ＡｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒＤＥＭｏｆＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅ
ｉｎｄｉｃｅｓｏｆｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇｔｈｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃｆｅａｔｕｒｅｓｓｕｃｈ
８１８
ｄｉｇｉｔａｌ
ｃｏｎｔｏｕｒ
ｍａｐｏｆ１：１００００ｓｃａｌｅ．Ａｎｄｔｈｅｎｓｅｖｅｒａｌ
ｓｌｏｐｅａｎｄｒｅｌｉｅｆａｍｐｌｉｔｕｄｅＷｒｉｔｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅＤＥＭ．Ｔｈｅｔｅｒｒａｉｎｆｅａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｉｎｃｌｕｄｅｓｌｏｐｅｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅｅｎｄ．Ｋｅｙ
Ｆｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｅｍｐｌｏｙｉｎｇ
Ｗｏｒｄｓ：ＤＥＭ；ｔｅｒｒａｉｎ
ａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ
ａｎａｌｙｓｉｓ；ａｍｐｌｉｔｕｄｅｓ
基于GIS的福建省地形分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
陈芬， 陈文惠， CHEN Fen， CHEN Wen-hui福建师范大学地理科学学院,福建,福州,350007
东华理工大学学报（自然科学版）
JOURNAL OF EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)2009,32(2)3次
参考文献(5条)
1.毕华兴;谭秀英;李笑吟 基于DEM 的数字地形分析[期刊论文]-北京林业大学学报 2005(02)
2.刘新华;杨勤科;汤国安 中国地形起伏度提取及在水土流失定量评价中的应用[期刊论文]-水土保持通报2001(01)
3.汤国安;刘学军;闾国年 数字高程模型及地学分析的原理与方法 2005
4.吴志杰;陈松林 基于TM遥感影像的闽西山区土地利用景观格局分析[期刊论文]-东华理工大学学报(自然科学版)2007(02)
5.杨忠平;卢文喜;赵军海 ARC/INFO在流域水文分析中的应用[期刊论文]-世界地质 2006(02)
本文读者也读过(10条)
1. 周云轩.王磊 基于DEM的GIS地形分析的实现方法研究[期刊论文]-计算机应用研究2002,19(12)
2. 郭超颖.毕华兴.陈涛.杜林芳.云雷.任怡.Guo Chaoying.Bi Huaxing.Chen Tao.Du Linfang.Yun Lei.Ren Yi 基于DEM的马莲河流域数字地形分析[期刊论文]-中国水土保持科学2008,6(1)
3. 陈敏.唐斌.舒珺.肖海.CHEN Min.TANG Bin.SHU Jun.XIAO Hai 基于GIS的数字地形分析及其应用——以四川威远县越溪镇为例[期刊论文]-四川环境2010,29(5)
4. 蒋球伟.JIANG Qiu-wei 地形分析中一个基础算法的研究与改进[期刊论文]-计算机工程与应用2007,43(34)5. 陆明.蒋样明.毕思文.董前林.LU Ming.JIANG Yangming.BI Siwen.DONG Qianlin 复杂地形下最小起伏度直线选址研究[期刊论文]-科技导报2008,26(6)
6. 朱红春.汤国安.崔先国.陈楠 基于DEM的区域地形信息因子提取与量化关系研究——以陕北黄土高原的实验为例[会议论文]-2005
7. 罗晓娟.杨时英.胡炳坤.丁晓光 基于数字高程模型的泥石流沟谷地形特征研究[期刊论文]-西部探矿工程2009,21(z1)
8. 袁淑杰.缪启龙.邱新法.谷小平.Yuan Shujie.Miao Qilong.Qiu Xinfa.Gu Xiaoping 贵州高原起伏地形下日照时间的时空分布[期刊论文]-应用气象学报2008,19(2)
9. 张唯.郑坤.刘修国.花卫华 《数字地形分析及其应用》课程建设探索[会议论文]-2008
10. 隋刚.郝兵元.彭林.SUI Gang.HAO Bing-yuan.PENG Lin 利用高程标准差表达地形起伏程度的数据分析[期刊论文]-太原理工大学学报2010,41(4)
引证文献(3条)
1.吴燕丽.许红峰 福建省残运会参赛者服务需求的现状调查分析[期刊论文]-莆田学院学报 2012(2)
2.黄长剑 体育高考生考前心理焦虑状态调查分析——以福建考生为例[期刊论文]-海南师范大学学报：自然科学版 2012(3)
3.刘玲.赵廷宁.郑文龙.杨宝臣.刘进来 基于GIS的冀北接坝山地地形特征数值研究[期刊论文]-中国水土保持2011(11)
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第３２卷第２期２００９年６月
东华理工大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬ
ＯＦ
ＥＡＳＴ
ＣＨＩＮＡ
ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
ＯＦ
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．３２
Ｎｏ．２
Ｊｕｎ．２００９
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—３５０４．２００９．０２．０１６
基于ＧＩＳ的福建省地形分析
陈
芬，
陈文惠
（福建师范大学地理科学学院，福建福州３５０００７）
摘要：数字高程模型（ＤＥＭ）是ＤＴＭ的一种特例，是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达。ＤＥＭ是地理信息系统
进行地形分析的基础数据。采用Ｉ：ＩＯ万数字等高线数据建构３０ｎｌ空间分辨率格网ＤＥＭ。并基于ＤＥＭ进行分级，提取坡度、地形起伏度及坡度聚类，坡谱等地形分析；比较准确地表达了福建的总体地形特征，为地理分析及环境评价等提供了基础的数据。
关键词：ＤＥＭ；地形分析；聚类分析；起伏度中图分类号：ＴＰ７５
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４－３５０４（２００９）０２－１８５－０４
数字高程模型（ＤＥＭ）是ＤＴＭ的一种特例，是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达（汤国安等，２００５）。目前，真三维（３Ｄ）ＧＩＳ还处在研究阶段，ＤＥＭ仍然是ＧＩＳ表现３Ｄ地形的主要２．５维手段，ＧＩＳ中常用ＤＥＭ是基于２．５维表现形式的规则网格（ＧＲＩＤ）和不规则三角网（ＴＩＮ），以及基于二维平面形式表示的等值线图；ＧＲＩＤ是由一组大小相同的网格描述地形表面，它能充分表现高程的细节变化，拓扑关系简单，算法容易实现（刘新华等，２００１）。
ＤＥＭ是地理信息系统进行地形分析的基础数据（汤国安等，２００５）。利用ＤＥＭ可以自动提取地形因子，如坡度、坡向、高程变异、地表粗糙度、曲面面积、体积、谷脊特征分析、水系、河网密度等。随着ＧＩＳ的发展，数字地形分析已被广泛地应用在工程建设、水电站选址、交通枢纽选址、通讯中转站选址、气候分析、水文分析、土壤地理分析、地貌分析、旅游线路选择、区域治理开发等领域（毕华兴等，２００５；杨忠平，２００６；吴志杰等，２００７）。
本研究是基于１：１０万等高线基础上生成分辨率为３０ｍ格网ＤＥＭ，并在此基础上提取坡度，坡向、地形起伏度及相关地形分析等地形的基本分析，比较准确地表达福建的总体地形特征以及复杂的地形地貌分布状况，同时为地理分析及环境评价等提供了基础的数据。
收稿日期：２００８－０７．０５
基金项目：福建省教育厅Ｂ类（ＪＢ０７０６８）
１
研究方法
１．１数据准备
本研究采用ｌ：１０万的福建省数字等高线分幅图，共９７幅，投影为高斯．克吕格投影，等高距为２０ｍ，数据格式为ｃｏｖｅｒａｇｅ；针对海岸带位置提取１：５万地形图数据进行配准、拼接；并对原始数据进行查错和拓扑检查确保数据的准确性；对全省的图幅相临的数据进行配准、拼接。用１：１０万的乡镇界限图做边界。
１．２格网ＤＥＭ的构建
格网ＤＥＭ生成主要采用等高线构建ＴＩＮ法，在ＡＲＣＧＩＳ９．０ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ的工作平台下，利用ＡＲＣ．ＧＩＳ９．０的强大地形分析功能，由等高线建构ＴＩＮ，由ＴＩＮ线性内插生成ＧＲＩＤ，由于矢量等高线的范围比研究区范围要大，内插ＴＩＮ生成的ＤＥＭ其范围要比行政区划界线的范围大，最后需要对生成的ＤＥＭ进行裁剪来消除多余的边界，将行政区划图转换为３０ｎｌ空间分辨率的栅格图像，令其内部属性值为１，外部属性值为０，对格网ＤＥＭ进行空间滤波获取本区的ＤＥＭ（图１）。１．３地形因子的提取及地形分析１．３．１坡度与坡向的提取
坡度是指ＧＲＩＤ中像素高程值的变化率，计算结果以度、小数或百分数的形式存放在像素属性中；坡向是指ＧＲＩＤ中每个像素面的朝向，范围为
ｏ～３６０
作者简介：陈芬（１９７ｌ一），女，硕士，助理研究员，研究方向：ＧＩＳ应用。
Ｅ・ｍａｉｌ：ｆｅｈｅｎｌＩ＠１６３．ｅｏｍ
ｂ，其中０ｂ代表北，９０ｂ代表东等，迄今为
止，坡度和坡向的计算方法可归纳为五种：四块法、
东华理工大学学报（自然科学版）２００９矩
镇界限图叠加，提取各乡镇的坡度分级数据库，利用ＳＰＳＳ软件对福建各乡镇坡度进行聚类分析。１．３．３地形起伏度的提取
地形起伏度是指在所指定的分析区域内所有栅格中最大高程与最小高程的差（刘新华等．２００１）。地形起伏度的提取是在ＡＲＣ／ＩＮＦＯ的ＧＲＩＤ模块支持下，采用７完成地形起伏度图提取。
图１福建省１：１０万ＤＥＭ
Ｆｉｇ．１ＤＥＭｏｆＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅＯｎ１：１０００００ｓｃａｌｅ
ｋｍ
Ｘ
７
ｋｍ的分析窗口，
２结果与分析
２．１海拔高程分析
根据格网ＤＥＭ统计，全省面积１２１
８６９ｋｍ２。
空间矢量分析法、拟合平面法、拟合曲面法、直接解法，经证明，拟合曲面法是求解坡度的最佳方法，拟合曲面法一般采用二次曲面（汤国安等，２００５）。以格网ＤＥＭ为基础，利用ＡＲＣＧＩＳ的ＧＲＩＤ模块的地形分析功能，派生坡度，坡向图；并对坡度进行分级，生成分级图。１．３．２地形统计分析
在ＡＲＣＧＩＳ的支持下坡度分级图与福建省乡
平均海拔高度４７３ｍ，中位高程４５３ｍ，大部分县的中位高程在２５０１７１以上。海拔２０ｎｌ以下的区域仅
３８６３
ｋｍ２，占３．１７％，１００ｉｎ以下区域面积仅占
７８８ｋｍ２
１１．７５％，而海拔５００ｍ以上区域面积６（表１）。
表１福建省各高程统计表
＂ｌａｂ．１
ＳｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆＡｒｅａＰｅｒｃｅｎｔａｇｅＴｏｔａｌｅｄｂｙＥｌｅｖａｔｉｏｎｉｎＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ
２．２坡度分析
与海拔高度较高和相对高差较大相适应的是福建地面坡度较大。根据坡度分级统计，福建陆域≤２。的平地和微坡面仅１５
０９１
坡度≤１５。区域面积占４１．０３％，而＞１５。的陡坡、峻坡和峭坡的面积达７１
８１８
ｋｍ２，占５８．９３％，其中≥
６３０
２５。的峻坡和峭坡面积２９
２）。
ｋｍ２，占２４．３１％（表
ｋｍ２，占１３．０５％，
第２期陈芬等：基于ＧＩＳ的福建省地形分析
１８７
２．３坡度聚类分析结果
通过各乡镇坡度分级聚类分析，福建省以乡镇为单元分成９类不同的乡镇坡度结构类型（图２），以坡度分级为横坐标，面积百分比为纵坐标生成系列坡谱（图３），直观的反映了福建省各乡镇地面坡度情况。由表２可以看出，Ｉ类占乡镇总数的１２．５３％，如鼓楼，焦城农场，≤２０的平地和微坡面占乡镇总面积８０％以上；Ｖ类比重最大，占乡镇总数的２０．１２％，如沙县凤岗镇，古田新城镇，≤２０的平地和微坡面在９个坡度级别里依然比重最大，在２０％以上，但乡镇总体的坡度级别在２～１５０；Ⅷ类占乡镇总数的１９．４４％，如三元区莘口镇，晋安区鼓岭乡，坡度级以１０～３５０为主；乡镇坡度分级聚类分析更准确地表达了全省的地面坡度起伏较大，而且各乡镇坡度结构各具特色，在农业生产上应该更好地因地制宜。
福建省乡镇坡度结构分布图
图２福建省乡镇坡度结构分布图
Ｆｉｇ．２
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｌｏｐｅ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｏｆｔｏｗｎｓｉｎＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ
表３福建省乡镇坡度分级聚类及百分比
Ｔａｂ．３
ＴｈｅｃｌｕｓｔｅｒｓａｎｄｐｅｒｃｅｎｔｓｏｆＳｌｏｐｅ
ｇｒａｄｅｓｏｆｔｏｗｎｓｉｎＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ
类型百分比／％
典型乡镇
２．４起伏度情况
地形起伏度是反映地形起伏的宏观地形因子，利用ＤＥＭ数据提出地形起伏度能够直观的反映地形起伏特征（刘新华等，２００１）。在ＧＲＩＤ模块提出的起伏度图，经分层设色，生成福建省地形起伏度分级图（图４）；福建省地形起伏与地势及坡度具有
明显的相关，在两带山带及水域交界处，地势起伏较大，同时与坡度的分布也呈明显的相关，全省大部分地区起伏度在５０～２００
ｍ之间。
１８８东华理工大学学报（自然科学版）
２００９链
图３系列坡谱
Ｆｉｇ．３
Ｔｈｅｓｅｒｉｅｓ
ｏｆｓｌｏｐｅｓｐｅｃｔｒｕｍ
走向斜贯全境，地形横剖面近似马鞍形。受地质构造线控制和流水的侵蚀作用，在两大山带之间和山区内形成了许多大小不一的串珠状河谷、盆地。复杂的地形对于福建的气候、农业、植被、交通、经济等产生深远的影响，地形分析意义重大。
参考文献
毕华兴，谭秀英，李笑吟．２００５．基于ＤＥＭ的数字地形分析［Ｊ］，２７（２）：４９－５２．
刘新华，杨勤科，汤国安．２００１．中国地形起伏度提取及在水土流失
图４福建省地形起伏度分布图
Ｆｉｇ．４
ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒｅｌｉｅｆａｍｐｌｉｔｕｄｅｓｉｎＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ
定量评价中的应用［Ｊ］．水土保持通报，２ｌ（１）：５８－５９．
汤围安。刘学军，闻国年．２００５．数字高程模型及地学分析的原理与方法［Ｍ］．北京：科学出版社．
３
结论
福建省是典型的山区省份，地势西北高，东南
吴志杰．陈松林，２００７．基于ＴＭ遥感影像的闽两山区土地利用景观格局分析［Ｊ］．东华理Ｔ大学学报，３０（２）：１７１—１７６．
杨忠平，卢文喜，赵军海．２００６．ＡＲＣ／ＩＮＦＯ在流域水文分析中的应用［Ｊ］．世界地质，２５（２）：１８８—１８９．
低，大体平行的闽西和闽中两大山带，呈ＮＮＥ—ＳＳＷ
ＴｅｒｒａｉｎＡｎａｌｙｓｉｓＢａｓｅｄ
，
ｏｎ
ＧＩＳｉｎＦｕ．ｉｉａｎ
一
ＮＦｅｎＥＨＣＨＥＮＣｅｃＷｅｎｎｉｈｕｉｖｏｒＰ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ
Ａｎｄｉｔｉｓａｌｓｏ
ｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆｕｊｉａｎ
ａ
ＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ，ＦＪ３５０００７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｅｌｅｖａｔｉｏｎ
ａｎ
Ｍｏｄｅｌｓ（ＤＥＭ）ｉｓｃｏｍｍｏｎｍｅｔｈｏｄｕｓｅｄｉｎｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｅｌｉｎｇ．
ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｏｏｌｆｏｒｔｅｒｒａｉｎａｎａｌｙｓｉｓ．ＡｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒＤＥＭｏｆＦｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅ
ｉｎｄｉｃｅｓｏｆｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇｔｈｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃｆｅａｔｕｒｅｓｓｕｃｈ
８１８
ｄｉｇｉｔａｌ
ｃｏｎｔｏｕｒ
ｍａｐｏｆ１：１００００ｓｃａｌｅ．Ａｎｄｔｈｅｎｓｅｖｅｒａｌ
ｓｌｏｐｅａｎｄｒｅｌｉｅｆａｍｐｌｉｔｕｄｅＷｒｉｔｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅＤＥＭ．Ｔｈｅｔｅｒｒａｉｎｆｅａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｉｎｃｌｕｄｅｓｌｏｐｅｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅｅｎｄ．Ｋｅｙ
Ｆｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｅｍｐｌｏｙｉｎｇ
Ｗｏｒｄｓ：ＤＥＭ；ｔｅｒｒａｉｎ
ａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ
ａｎａｌｙｓｉｓ；ａｍｐｌｉｔｕｄｅｓ
基于GIS的福建省地形分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
陈芬， 陈文惠， CHEN Fen， CHEN Wen-hui福建师范大学地理科学学院,福建,福州,350007
东华理工大学学报（自然科学版）
JOURNAL OF EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)2009,32(2)3次
参考文献(5条)
1.毕华兴;谭秀英;李笑吟 基于DEM 的数字地形分析[期刊论文]-北京林业大学学报 2005(02)
2.刘新华;杨勤科;汤国安 中国地形起伏度提取及在水土流失定量评价中的应用[期刊论文]-水土保持通报2001(01)
3.汤国安;刘学军;闾国年 数字高程模型及地学分析的原理与方法 2005
4.吴志杰;陈松林 基于TM遥感影像的闽西山区土地利用景观格局分析[期刊论文]-东华理工大学学报(自然科学版)2007(02)
5.杨忠平;卢文喜;赵军海 ARC/INFO在流域水文分析中的应用[期刊论文]-世界地质 2006(02)
本文读者也读过(10条)
1. 周云轩.王磊 基于DEM的GIS地形分析的实现方法研究[期刊论文]-计算机应用研究2002,19(12)
2. 郭超颖.毕华兴.陈涛.杜林芳.云雷.任怡.Guo Chaoying.Bi Huaxing.Chen Tao.Du Linfang.Yun Lei.Ren Yi 基于DEM的马莲河流域数字地形分析[期刊论文]-中国水土保持科学2008,6(1)
3. 陈敏.唐斌.舒珺.肖海.CHEN Min.TANG Bin.SHU Jun.XIAO Hai 基于GIS的数字地形分析及其应用——以四川威远县越溪镇为例[期刊论文]-四川环境2010,29(5)
4. 蒋球伟.JIANG Qiu-wei 地形分析中一个基础算法的研究与改进[期刊论文]-计算机工程与应用2007,43(34)5. 陆明.蒋样明.毕思文.董前林.LU Ming.JIANG Yangming.BI Siwen.DONG Qianlin 复杂地形下最小起伏度直线选址研究[期刊论文]-科技导报2008,26(6)
6. 朱红春.汤国安.崔先国.陈楠 基于DEM的区域地形信息因子提取与量化关系研究——以陕北黄土高原的实验为例[会议论文]-2005
7. 罗晓娟.杨时英.胡炳坤.丁晓光 基于数字高程模型的泥石流沟谷地形特征研究[期刊论文]-西部探矿工程2009,21(z1)
8. 袁淑杰.缪启龙.邱新法.谷小平.Yuan Shujie.Miao Qilong.Qiu Xinfa.Gu Xiaoping 贵州高原起伏地形下日照时间的时空分布[期刊论文]-应用气象学报2008,19(2)
9. 张唯.郑坤.刘修国.花卫华 《数字地形分析及其应用》课程建设探索[会议论文]-2008
10. 隋刚.郝兵元.彭林.SUI Gang.HAO Bing-yuan.PENG Lin 利用高程标准差表达地形起伏程度的数据分析[期刊论文]-太原理工大学学报2010,41(4)
引证文献(3条)
1.吴燕丽.许红峰 福建省残运会参赛者服务需求的现状调查分析[期刊论文]-莆田学院学报 2012(2)
2.黄长剑 体育高考生考前心理焦虑状态调查分析——以福建考生为例[期刊论文]-海南师范大学学报：自然科学版 2012(3)
3.刘玲.赵廷宁.郑文龙.杨宝臣.刘进来 基于GIS的冀北接坝山地地形特征数值研究[期刊论文]-中国水土保持2011(11)
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