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地貌类型主维分类法的研究 摘要 地貌是地球表面化过程的重要表现，研究地貌类型的分类对认识地球表面化 过程有较大的帮助。 地貌类型主维分类法是针对国内外现有地貌分类方法的缺陷和为弥补其不 足由笔者创设的一种地貌分类方法。地貌类型主维分类法以解决和突出地貌分类 中的主要矛盾为宗旨，以统一地貌类型的概念为核心，以使得地貌分类有效、简 洁、灵活为目的的一种地貌类型分类方法。他由地貌基本形态分类、地貌分类指 标的钢性柔性问题、主维分类的等级系统以及分类的数量化问题等环节构成。简 单一点说，地貌类型主维分类法是指，地貌基本形态类型以相对高度为主绝对高 度为副，地貌等级系统体系以地貌基本形态类型和地貌成因类型为主体，以其他 地貌类型和因素为客体的分类方法。以这种方法划分出的地貌类型，从高低上讲 它能符合人们观察地貌体的高低观念，大大方便了地貌知识的科学普及和生产利 用；从指标的取法上讲，有统一地貌类型概念的作用和价值，从根本上解决了目 前普遍存在的地貌类型概念的不统一现象；从分类等级系统体系上讲，增强了地 貌分类系统和地貌图示的有效性、灵活性和简洁性，消除地貌类型信息的丢失和 累赘现象；从发展的角度来讲，它研究和探索了地貌类型分类的数量化途径。地 貌类型主维分类法对动地貌知识的科学普及、生产利用，以及结束地貌类型概念 的混乱有较大的作用。论文的主要研究内容有： l 、地貌基本形态类型的主维分类法。针对现有的地貌基本形态分类法与人 们观察地貌体的高低观念不一致的现象，文章提出并研究了地貌基本形态类型的 主维分类法。该分类法探讨了如何以相对高度为主绝对高度为副，并把两者有机 地结合起来进行地貌基本形态划分问题，从而解决了现有地貌分类与人们观念不 符的问题。该研究结果对推动地貌知识的科学普及和生产利用有较大的作用。 2 、山地地貌类型划分的技术问题。现有地貌分类法对山地地貌类型划分的 有些技术问题没有解决( 如，对山地如何进行横向分割和纵向分割等) ，有些问 题则是解决的不够彻底( 如，绘图基准点的确定问题) 。本文用脊线法和坡度的 实例平均法、三角函数法、大比例法解决了山地地貌类型的横向分割问题，用三 段法解决了山地地貌类型的纵向分割问题，用区位法解决了各种比例尺地貌类型 图的绘图基准点的确定问题。 3 、分类指标的钢柔性。论文针对现有地貌类型基本概念的不统一现象提出 了钢性指标和柔性指标的思想以及这些指标的确定方法，并给出了地貌分类指标 钢柔性系统模式，从而消除了地貌基本概念的不统一现象，统一了地貌类型基本 概念。 4 、地貌类型混合法。为了解决现有地貌分类系统中常出现的地貌信息丢失 和内容累赘，尽力多表示一些有价值的地貌内容，论文研究了地貌类型混合法。 地貌类型混合法一般来讲由主体地貌类型、客体地貌类型和过渡类型这样三个部 分构成。主体地貌类型由地貌基本形态类型组成，其中包含两个级。客体地貌类 型由地貌的成因类型组成，其中只包含一个级。过渡型可根据实际需要划分成多 级( 如按地貌的形成年龄划分为一级，按坡度划分二级，按地面组成物质划分成 第三级，当然根据需要也可以划分更多级或缩小成少数几级) 。 地貌类型混合法中的主体地貌类型和客体地貌类型是必须保留和表示的，过 渡类型则可以根据实际需要、区域特点、个人爱好来确定级别的多少、内容的多 少以及各级别的次序。它们可以被表示也可以不表示，其级数也是可以增减的。 文章通过这样的方法解决了地貌分类等级系统体系的有效性。 5 、主维分类法的数量化研究。文章尝试了以计算机为手段以数学为方法研 究了地貌类型分类的数量化途径。文章从样本的选择、数据的量取、数学模型、 计算等角度探讨了地貌类型的分类问题。最后，分析并讨论了用数量分析法得出 的分类结果，并得出用数量方法进行地貌分类时以细致、定量、综合三性优于传 统的分类方法的结论。 关键词：地貌类型主维分类法；地貌基本形态主维分类法；指标的钢柔性；地貌 类型混合法i 数量化。 p i v o t a lc l a s s i f i c a t l 0 n0 f g e o m o r p h o l o g i ct y p e s a b s t r a c t t oc o u n t e rt h ew e a k n e s s e so fp r e s e n tg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o n s ，t h ea r t i c l e p u t sf o r w a r dt h ep i v o t a lc l a s s i f i c a t i o no fg e o m o r p h o l o g i ct y p e s p i v o t a lc l a s s i f i c a t i o n i sak i n do fc l a s s i f i c a t i o nm e t h o d st h a tt h eb a s i cg e o m o r p h o l o g i ct y p e sa r ec l a s s i f i e d b yt a k i n gt h er e l a t i v ea l t i t u d ea sam a i ne l e m e n ta n dt h ea b s 0 1 a t ea l t i t u d ea sas u b e l e m e n t ，a n dt h eg r a d es y s t e mo fg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o ni sc l a s s i f i e db yt a k i n g t h eb a s i cg e o m o r p h o l o g i ct y p e sa n dc a u s eo ff o r m a t i o nt y p e sa sam a i ne l e m e n ta n d t h eo t h e rf a c t o r sa sas u be l e m e n t t h i sm e t h o dt 1 1 e r ei sf u n c t i o n sf o rp o p u l a r i z i n ga n d u t i l i z i n gt h eg e o m o r p h o l o g i ck n o w l e d g ei np r o d u c t i o n ，u n i f i i n gt h ec o n c e p t s o f g e o m o r p h o l o g i ct y p e s t h em a i nc o n t e n t sa r e ： 1 p i v o t a lc l a s s i f i c a t i o no fb a s i cg e o m o r p h o l o g i ct y p e s a c c o r d i n gt ot h ef a c tt h a t p r e s e n tg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o n si sc a nn o tm e a tt h ei d e ao fp e o p l e 。o b s e r v i n g t h em o u n t a i n so fh i 曲a n dl o wi ne x i s t i n gg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o n ，t h ep a p e r d u t sf o r w a r da n ds t u d i e st h em e t h o do ft a k i n gt h er e l a t i v ea l t i t u d ea sam a i ne l e m e n t a n dt h ea b s 0 1 u t ea l t i t u d ea sas u be l e m e n t i ti sf a v o r a b l et op o p u l a r i z ea n du t i l i z et h e g e o m o r p h o l o g i ck n o w l e d g ei np r o d u c t i o n ；a n di ti sf a rr e a c h i n gs i g n i f i c a n c ef o ru s i n g i ti nt h er r f i l i t a r ya f f a i r s 2 t os t u d ys o m et e c h n i c a lp r o b l e m sa b o u td i v i d i n gg e o m o r p h o l o g i ct y p e so f m o u n t a i n s i ns c i e n c er e s e a r c ha n dp r o d u c t o r yp r a c t i c e ，w ea l w a y sm e e tt h ep r o b l e m s t h a tu s i n gak i n do fa b s t r a c ts y s t e mo fg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o nt od i v i d et h e g e o m o r p h o l o g i ct y p e so fs p e c i f i ca r e a ，a n dw ea l w a y sm e e tm a n yt e c h n i c a lp r o b l e m s t ob es o l v e d j u s ta su s i n gw h a tk i n do fs y s t e mo fg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o n ；t h e s t a r t i n gp o i n to ft h er e l a t i v e a l t i t u d ei sb e i n gs e l e c t e di nw h e r e ；h o wm a n ys t a r t i n g p o i n t sa r es e l e c t e da r et h eb e s te t c f o ram o u n t a i nw h i c he x t e n d i n gat h o u s a n d ，i ti s s e p a r a t e df o rs e c t i o n so rn o t ? i ft h ea n s w e ri so k ，w eh o ws e p a r a t e dan a o a n t a i ni n l e n g t ha n db r e a d t h ，a 1 1t h e s ep r o b l e m sa r er e s e a r c h e di nt h i sa r t i c l e a tp r e s e n t ，t h e r ea r em a n ym e t h o d so fg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o n u s i n g w h i c hk i n d so fm e t h o d s i ti sc o n c e r n e dt h er e s u l to ft h ec l a s s i f i c a t i o ni sg o o do rb a d a t i e rs u m m a r i z e dg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o ns y s t e m si nh o m ea n da b r o a d ，t h e a r t i c l es u g g e s tt ou s i n gs u b j e c ta n do b j e c tc l a s s i f i c a t i o no fg e o m o r p h o l o g i ct y p e s i ti sf o u n da f t e rr e s e a r c ht h a th o wl a r g e1 0 wa n df l a ta r e a sa r et a k a na ss t a t i n g p o i n ti n1 1 1 a po fh o wl a r g es c a i e sh a v en o tb e e nr e s e a r c h e da tp r e s e n t d i r e c t i n gt h i s p r o b l e m t h ea r t i c l ep r o n o u n c e dam e t h o d ，w h i c ha d a p t st o a 1 18 c a l a sm a t st o d e t e r m i n es t a r t i n gp o i n t 一“a r e am e t h o do f d e c i d i n gs t a r t i n gp o i n t ” t h ea r t i c l ep r o n o u n c e dam e t h o dt od i v i d em o u n t a i ni nl e n g t ha n db r e a d t h i n t h i sm e t h o d ，t h ea c c o r d a n c e ，i n d e xa n dm e t h o da r er e s e a r c h e ds p e c i a l l y t h ei n d e xo f d i v i d i n gm o u n t a i n i n l e n g t hi su s i n gt h ei n d e xo fs y s t e mo fg e o m o r p h o l o g i c i i i c l a s s i f i c a t i o np e r f e c t l y t h el n d e xo fd i v i d i n gm o u n t a i ni nb r e a d t hi su s i n g ( o l5 0 1 5 2 5 0 ，2 5 0 3 5 0 ， 3 5 0 ) t h ep r i n c i p l eo f d i v i d i n gm o u n t a i ni nb r e a d t hi st ok e e pt h e m o u n t a i ni n t e g r a l i t yi nb r e a d t h i no r d e rt ok e e pt h em o u n t a i ni n t e g r a l i t yi nb r e a d t ha l l a v e r a g eg r a d i e n ts h o u l db eu s e d 1 1 1 ea r t i c l ep r o n o u n c e dt h r e em e t h o d so fc a l c u l a t i n g a v e r a g eg r a d i e n t 3 t h ev a r i a b l ea n di n v a r i a b l ei n d e x e so fg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o n m a n y c a r t o g r a p h e r se s t a b l i s hc l a s s i f i c a t i o ni n d e x e so fg e o m o r p h o l o g ya tw i l la tp r e s e n t t h e i rp u r p o s ew h a tt h e yd oa r et h a tt h e yw a n tt oe n r i c hm a pp a t t e r n si no r d e rt om a k e t h em a pb e a u t i f u l w h a tt h e yd om a k i n gt h en a m e so fg e o m o r p h o l o g i ct y p e s c o n f u s i o nm u c h ，a n db r i n gt h er e s u l to fh i n d e r p o p u l a r i z e a n du t i l i z et h e g e o m o r p h o l o g i ck n o w l e d g ei np r o d u c t i o n t h ed e e pr e a s o n so ft h e s er e s u l t sw e r e c a r r y o u t e x c e p t t h e r ea r e m a n ys h o r t c o m i n g s i n p r e s e n tg e o m o r p h o l o g i c c l a s s i f i c a t i o n ，t h em a i nr e a s o ni sp r e s e n tg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o n sp a yr i om o r e a t t e n t i o n st oar e l a t i o nk n o tw h i c he x i t e dw i t h i ng e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o n t h i s k n o ti st h ev a r i a b l ea n di n v a r i a b l ei n d e x e so fg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f 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，s i m p l ea n da g i l i t y i tc a r r i e do u tan e ww a yf o rg e o m o r p h o l o g i cc l a s s i f i c a t i o n ， a n di tm a d eaf o u n d a t i o nf o rc h a r ts i m p l ea n d a g i l i t yg e o m o r p h o l o g i cm a p s 5 t h eu s eo f q u a n t i t a t i v ea n a l y s i s f o r t h e c l a s s i f i c a t i o no f p i v o t a l g e o m o r p h o l o g i ct y p e s f o rd e c a d e s ，p e o p l e h a v es t u d i e d g e o m o r p h o l o g i c c l a s s i f i c a t i o ni nd i f f e r e n tw a y sa n df r o md i f f e r e n tp e r s p e c t i v e s ；m u c hp r o g r e s sh a s b e e nm a d ea n de a c hs c h e m eh a sp l a y e dar o l ei nt h ed e v e l o p m e n to fg e o m o r p h o l o g y i nr e c e n ty e a r s as t a t i s t i c a lm e t h o di su s e dt os t u d yg e o m o r p h o l o g yw i d e l y t h e a u t h o re m p i r i c a l l ys h o w st h a ti ti sa l s op o s s i b l et oc l a s s i f yg e o m o r p h o l o g i c a lf o r m s u s i n gm a t h e 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n t i t a t i v ea n a l y s i sa sam e a n st oc l a s s i f y t h e g e o m o r p h o l o g i c a lf o r m so fl i a n g - c h e n gc o u n t y i td i s c u s s e s aq u a n t i t a t i v e m e t h o do fc l a s s i f y i n gg e o m o r p h o l o g i c a lf o r m s a sw i t ht h ei n t r o d u c t i o no fa n yf l e w m e t h o dt oas u b j e c t ，t h e r ea r ean u m b e ro ft e c h n i c a lc h a l l e n g e st ob es o l v e d ，h e r ew e m a k eat h o r o u g hi n v e s t i g a t i o no f p r o b l e m ss u c ha st oh o wt om e a s u r ea n do b t a i nd a t a h o wt os e l e c tt h eb a s i cs a m p l eu n i t s ，h o wt od e t e r m i n et h es a m p l eb o u n d a r yl i n e s ，t h e o p t i m u mn u m b e ro fs a m p l e st ot a k e ，e t c f o l l o w i n ga n a l y s i sa n dad i s c u s s i o no ft h e r e s u l t sw ec o m et ot h ec o n c l u s i o nt h a tu s i n gq u a n t i t a t i v e i n ga n a l y s i st oc l a s s i f y g e o m o r p h o l o g i cf o r i d _ sh a sa d v a n t a g e so v e rt r a d i t i o n a lc l a s s i f i c a t i o ni nt h r e ea s p e c t s ： d e t a i l ，q u a n t i f i c a t i o na n ds y n t h e s i s k e yw o r d s ：p i v o t a lc l a s s i f i c a t i o no fg e o m o r p h o l o g i ct y p e s ；p i v o t a lc l a s s i f i c a t i o no f b a s i cg e o m o r p h o l o g i ct y p e s ；t h ev a r i a b l ea n di n v a r i a b l ei n d e x e so fg e o m o r p h o l o g i c c l a s s i f i c a t i o n ；m i x e dm e t h o do fg e o m o r p h o l o g i ct y p e s ；q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sf o r p i v o t a lg e o m o r p h o l o g i ct y p e s v 独创- 眭声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盛壑堡王太堂或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名 2 0 0 6 年1 1 月2 7 同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盛叠里王太差有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权盛壑型王太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 2 0 0 6 年1 1 月2 7 日 亥 、么 饧幻 瘩 、虿 ，冯 名签 第一章绪论 第一章绪论弟一早珀下匕 1 1 地貌类型主维分类法简介 地貌类型主维分类法是针对国内外现有地貌分类方法的缺陷和为弥补其不 足由笔者创设的一种地貌分类方法。最初叫主客分类法，后经反复斟酌才取名为 分类。主维是主要的意思，即抓地貌分类中的主要矛盾的意思。所以，地貌类型 主维分类法是以解决和突出地貌分类中的主要矛盾为宗旨，以统一地貌类型的概 念为核心，以使得地貌分类有效、简洁、灵活为目的的一种地貌类型分类方法。 他由地貌基本形态分类、地貌分类指标的钢性柔性问题、主维分类的等级系统以 及分类的数量化问题等环节构成。简单一点说，地貌类型主维分类法是指，地貌 基本形态类型以相对高度为主绝对高度为副，地貌等级系统体系以地貌基本形态 类型和地貌成因类型为主体，以其他地貌类型和因素为客体的分类方法。以这种 方法划分出的地貌类型，从高低上讲它能符合人们观察地貌体的高低观念，大大 方便了地貌知识的科学普及和生产利用；从指标的取法上讲，有统一地貌类型概 念的作用和价值，从根本上解决了目前普遍存在的地貌类型概念的混乱现象；从 分类等级系统体系上讲，增强了地貌类型分类系统和地貌图示的有效性、灵活性 和简洁性，消除现有地貌类型分类方法中存在的地貌信息的丢失和累赘现象：从 发展的角度来讲，它研究和探索了地貌类型分类的数量化途径。地貌类型主维分 类法对推动地貌知识的科学普及、生产利用，结束地貌类型概念的混乱有较大的 作用。 1 2 选题依据及其研究意义 选题依据及研究意义： 我们在开展中国地调局课题“青藏高原温泉盆地国土资源调查”的过程中， 当研究该地区地貌类型时，在查阅国内外大量资料的过程种发现，现有的地貌类 型分类方法存在诸多问题，研究并解决这些问题对地貌学科的发展有较大的意 义： 成都理工大学博十学位论文 1 、现有的地貌类型分类方法与人们观察地貌体的高低观念不一致，其直接 后果是影响地貌知识地科学普及和生产利用。如果能够解决这一问题，其意义在 于能够有力地推动地貌学科向科学普及和生产利用迈进。 2 、目前的地貌类型基本概念极不统一。如果能够找出其产生的原因，并加 以解决，将对统一和防止地貌基本概念有重大意义。 3 、现有的地貌类型分类等级体系形式多于实用，且不能包含所有的地貌信 息。如果能够创设一种简洁实用且包含所有地貌信息的分类等级体系，将对地貌 类型分类的理论及其地貌制图学的发展有一定推动作用。 基于以上这些问题和解决这些问题后对推动地貌学科的发展所具有的重大 意义，这正是本文选择“地貌类型主维分类法”作为研究课题的依据。 1 3 论文工作过程及工作量 本论文依托的是导师的课题青藏高原温泉箭地国土资源调查 ( 2 0 0 2 1 3 0 0 0 0 0 2 ) 、国家自然科学基金课题青藏高原东缘晚新生代河流下切作 用与隆作用的耦合关系研究( 4 0 3 7 2 0 8 4 ) 和中国教育部优秀青年教师资助计划 项目和美国国家自然科学基金项目( e a r 9 8 0 3 4 8 4 0 ) 。 作者在这些课题中主要从事其中的地貌内容的研究。在研究的过程中发现了 现有的地貌分类方法存在许多缺陷，这些缺陷的存在对地貌学的进一步的理论研 究和科学普及以及生产利用有较大的阻碍作用，有必要对这些问题进行进一步的 研究。于是围绕着论文的研究内容展开了工作。在研究中觉得高原地貌因其独特 的起伏性对地貌类型主维分类法有更好的适应性，所以选择了具有典型性地貌特 征的地段，如青藏高原地区和内蒙古高原的凉城地区作了示例性研究，并得到这 些课题的资助。 作者从2 0 0 3 年4 月开始进行资料检索和资料查阅工作；分别于2 0 0 3 年6 月 至8 月到达青海省南部1 ：2 5 万温泉兵站地区进行野外地貌考察；于2 0 0 3 年4 月至7 月分别到河北省、内蒙古、四川省、山西省、岷江流域等地区进行了地貌 野外考察。从2 0 0 4 年8 月至2 0 0 5 年9 月进入室内资料整理、样品测试分析、国 内外资料查阅和g i s 数据库建立等工作；2 0 0 5 年1 0 月转入毕业论文的撰写。工 作量见表1 1 。 第一章绪论 本论文是在作者已公开发表的7 篇和已定稿的一篇研究论文的基础上编撰 而成的。论文全文共1 2 3 页，正文1 1 3 也，其它1 0 页。论文的文字共分7 章， 图件1 1 幅，表格6 1 张，论文全文约1 2 万字。 表卜1论文工作量统计表 项目数量项目数量 青藏高原野外地貌 9 0 天阶地t l 测年1 3 件 调查 岷江流域地貌调查1 5 大卫片解译1 0 幅 在河北省地貌调查1 0 天 地形图分析4 5 幅 在山西省地貌调查1 2 天查阅中文书籍5 0 部 在四川省地貌调查1 0 天查阅中文文献5 0 0 余篇 北京周边地区地貌 调查 8 天查阅外文文献 1 0 0 余篇 在内蒙古凉城县地 4 6 发表论文 7 篇 貌调查 凉城县填图面积 2 0 0 0k m 2绘制图件1 1 幅 1 ：2 5 万地貌填幽 野1 5 4 0 0k m 室制表6 1 张 面积 通天河沱沱河五道 4 1 k m 1测取定量分析用数 4 7 0 4 个 梁河流地貌调查 条据 唐古拉山脉山地地 2 3 3 k m 4 貌调查 条 在工作站处理数据2 0 0 小时 9 3 5 k m 9 外 简测阶地面 内 条 简测构造地貌剖面5 0 k m 2 条 河流阶地地貌t l 1 5 件 侧年样品 野外山地高度测量 1 0 6 个 数据 野外地貌描述2 1 1 个 阶地地貌粒度分析 3 5 件 件 照片胶卷2 0 卷 1 4 论文的创新点 地貌分类系统的建立不仅是地貌学的理论研究和应用研究的重要一环，更是 成都理工大学博士学位论文 地貌制图的基础。个好的地貌分类系统能使地貌图变得更有效。为此，国内外 有许多科学工作者都很注重地貌分类方法的探讨。正是基于这种重要性，本文论 文选择了地貌分类作为研究课题。本论文的主要创新点有： 1 、现有的地貌类型分类方法与人们观察地貌体的高低观念不一致，其直接 后果是影响地貌知识地科学普及和生产利用。如果能够解决这一问题，其意义在 于能够有力地推动地貌学科向科学普及和生产利用迈进。 为解决这一问题论文首次提出并建立了地貌基本形态的主维分类法。由于该 分类法完全和人们观察地貌基本形态的观念一致，解决了现有地貌分类法与人们 观念相冲突的问题。 2 、目前的地貌类型基本概念很不统一。如果能够找出其产生的原因，并加 以解决，将对统一和防止地貌基本概念的不统一有重大意义。 为解决这一问题论文首次提出了钢性指标和柔性指标的思想以及这些指标 的确定方法，并给出了地貌分类指标钢柔性系统模式，它能够消除目前存在的地 貌基本概念