基于SRTM_DEM的河南省地貌特征分析与类型划分_任静 (1)
第29卷第9期2011年9月
河南科学
HENAN SCIENCE
Vol.29No.9Sep.2011
收稿日期：2011-05-11作者简介：任
静（１９８３-），女，陕西宝鸡人，硕士，研究方向为水文地质与工程地质.
文章编号：1004-3918（2011）09-1113-04
基于SRTM-DEM 的河南省地貌特征
分析与类型划分
任
静1，陈亮2
（1.河南省地矿局第二水文地质工程地质队，郑州450053； 2.河南省水利水电学校，河南周口466001）摘
要：基于美国SRTM-DEM 数据，在GIS 平台下，通过对SRTM-DEM 数据的前处理，制作了河南省数字高程模
型（90m ×90m ）.基于数字高程模型，提取了河南省地貌的坡度、坡向、地形起伏度等特征要素信息，并对河南省地貌形态进行统计分析以获取定量的认识.基于最新的中国基本地貌类型划分标准，将河南省按地貌划分为低海拔平原、低海拔台地、低海拔丘陵、小起伏低山、中起伏低山、小起伏中山、中起伏中山、大起伏中山、中起伏中高山、大起伏中高山10类.最后，基于河南省18个市级行政区进行不同地貌类型的面积统计.
关键词：河南省；地貌特征；地貌类型；地理信息系统；数字高程模型；航天飞机雷达地形测绘使命中图分类号：P 931
文献标识码：A
地貌是地球表层系统中直接影响人类活动的一个基本要素，与经济建设、社会发展、防灾减灾等方面关系密切[1].地貌学的发展经历了一个从定性描述到定量分析研究的阶段[2].传统地貌特征分析方法常以定性为主[3]，主要是通过纸质地形图或野外调查获取数据资料进行，这种方法数据庞大、计算繁琐、成果精度低、主观性强，使得地貌学的定量研究发展缓慢，20世纪90年代以来，随着计算机技术、空间技术、3S （GIS ，RS ，GPS ）技术的发展和成熟，“数字地貌”概念的提出及应用，为地貌定量研究提供了技术支持.地貌的定量研究主要是以数字高程模型（DEM ）作为区域地面高程的数字表示，它记录了精确的空间三维定位信息，以此进行地形要素的提取与分析，是一种获取地表信息的有效手段.利用DEM 作为基础数据源进行地貌学定量研究对于DEM 地形信息的充分挖掘、地貌知识的科学普及、人们的生产生活及国家政府部门的决策等
都具有重要的理论意义与应用价值.基于此，
本文以河南省为研究区，基于SRTM-DEM 数据对河南省地貌特征进行分析，采用最新的中国地貌类型划分指标[1]对河南省地貌进行类型划分，以期为河南省农业规划、
水土流失、土壤侵蚀、地质灾害、资源环境等研究提供定量化的地貌研究基础数据.
1
研究区概况及资料
1.1
研究区地理位置及地形地貌概述
河南省位于我国中部偏东，在黄河中下游，全境处于北纬31°23′～36°22′和东经110°21′～116°39′之间.南
北纵跨约540km ，东西横越约580km ，全省总面积约16.51万km 2.河南分属四大流域，北部为海河流域，中部为黄河流域，西南为长江流域，东南为淮河流域.河南地形复杂，地势基本西高东低，北部为太行山余脉，西部为秦岭余脉，南部为大别山，中南部自西北向东南为横亘400km 的伏牛山，东部为广阔的黄淮海平原.根据中国大陆地貌自西向东呈现出的3个巨大地貌台阶逐级急剧降低的特点，河南在全国地貌中的位置是跨第二和第三两级地貌台阶.河南地貌条件十分复杂，类型多种多样，形态结构和区域差异性显著.1.2
数据准备
本次研究的栅格数字高程模型来自于SRTM-DEM 数据[4].该数字高程数据覆盖中国全境.经河南省省界切割出的河南省数字高程模型.2地貌专题图的制作
主要介绍在栅格DEM 的基础上，利用GIS 软件得出研究区的高程专题图、坡度专题图、地形起伏度专
DOI:10.13537/j.issn.1004-3918.2011.09.001
第29卷第9期
河南科学
题图等的方法与过程.2.1高程专题图及分析
DEM 所提供的原始数据就是高程数据，是DEM 最基本的信息.根据研究区实际，将高程分为<500m ，500～1000m ，1000～1500m ，1500～2000m ，>2000m 共5个级别.图1为高程分级结果图，河南省高程空间分布特点为：总体地形西部高，东部低，由西向东呈阶梯状逐渐降低，平原主要分布于中部与东部，丘陵主要分布于东北部和南部，低山分布于中部和东北部小部分区域，中高山分布于西部大部分地区.2.2
坡度专题图及分析
将研究区分为平原至微倾斜坡（<1°），缓倾斜坡（1～3°），斜坡（3～8°），陡坡（8～15°），急坡（15～25°），急陡坡（25～45°），垂直坡（>45°）7个等级，得到需要的专题图（图2）.
2.3
坡向
坡向对于山地生态有较大的作用，原因是由于光照、温度、雨量、风速、土壤质地等因子的综合作用，坡向
能够对植物发生影响，从而引起植物和环境的生态关系发生变化.将研究区内坡向分为平坦、北、东北、东、东南、南、西南、西、东北共9个类别.2.4
地形起伏度专题图及分析
地形起伏度又叫做地势或相对高程，是指地面一定范围内最大的高程差，其实质是坡度在宏观区域的
一个延伸，在宏观的区域内反映了地面的起伏特征.研究区内地形起伏度的变化范围是0～1478m .按照参考文献［１］中的地形起伏度划分标准，将研究区内地势起伏度划分为平原（<20m ）、台地（20～75m ）、丘陵（75～200m ）、小起伏山地（200～500m ）、中起伏山地（500～1000m ）、大起伏山地（1000～2500m ）共6种类型.结果见图3.
3
地貌类型划分及统计
3.1
河南省地貌类型划分
考虑到河南省地形复杂，本文参考李炳
元[1]的中国陆地基本地貌类型划分指标，按照高程起伏度与海拔高度两个指标组合来进行河南省地貌类型划分.依据2.4节中高程起伏度划分标准与2.1节中海拔高度分级标准组合成的基本地貌类型分类系统，在河南省共有10个基本地貌类型，分别为低海拔平原、低海拔台地、低海拔丘陵、小起伏低山、中
图1河南省高程专题图Fig.1Elevation thematic map of Henan province
图2河南省坡度专题图
Fig.2Slope thematic map of Henan province
图3河南省地形起伏度专题图
Fig.3Hypsography thematic map of Henan
province
<500m
500~1000m 1000~1500m 1500~2000m >2000m
<1°1~3°3~8°8~15°15~25°25~45°>45°
平原（<20m ）
台地（20～75m ）丘陵（75～200m ）
小起伏山地（200～500m
）中起伏山地（500～1000m ）大起伏山地（1000～2500m ）
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2011年9月任静等：基于SRTM-DEM 的河南省地貌特征分析与类型划分
起伏低山、小起伏中山、中起伏中山、大起伏中山、中起伏中高山、大起伏中高山10类.根据地貌类型划分结果（图4），整个河南省低海拔平原约65980.53km 2，占河南省总面积的39.969%；其次是低海拔台地，约30212.18km 2，占河南省总面积的18.302%；再次是小起伏低山，面积约27585.13km 2，
占河南省总面积的16.71%；最少的是中起伏中高山与大起伏中高山，两者的总面积为17.49km 2，所占比率为0.011%.3.2
市行政区地貌类型面积统计
按照地貌进行统计，可将河南省下属18个市
级行政区分为以下几类（表1）：漯河、濮阳、开封、商丘、周口的地貌类型比较单一，多以低海拔平原为主，低海拔台地与低海拔丘陵少量分布，属
平原市区；鹤壁、许昌、驻马店地貌类型以低海拔平原与低海拔台地为主，低海拔丘陵、小起伏低山、中起伏低山具有较少分布；焦作、郑州、安阳、新乡地貌与第二类类似，不同的是这4个地区分布有少量的大、中、小起伏的中山；济源、平顶山、洛阳、信阳、南阳以丘陵、低山为主，平原所占比率相对较少，属山区城市；三门峡市地貌以中山为主，地貌类型最为复，杂包含了全部的10种地貌类型，也是河南省唯一具有中起伏中高山与大起伏中高山分布的市区.
表1河南省各个市地貌类型面积统计结果
Tab.1
Result of landform area statistics for 18cities in He ’nan province
4结语
1）利用SRTM-DEM 对河南省区域地貌形态定量分析，结果认为河南主要为低山和丘陵地貌，总体地形西部高东部低，由西向东呈阶梯状逐渐降低；坡度相对集中在0~25°，尤其以<3°的坡地分布广泛，占河南省
图4河南省地貌类型划分结果图
Fig.4Classification of landforms in Henan province
城市低海拔平原低海拔台地低海拔丘陵小起伏
低山中起伏低山小起伏中山中起伏中山大起伏中山中起伏中高山大起伏中高山合计济源48.98135.33338.54924.01456.68041.3363.80002008.66鹤壁779.03501.50389.38466.77138.33000002275.01漯河2173.86409.97000000002583.84濮阳3838.1764.74000000003902.91焦作2265.21524.55545.34434.29340.96 4.8730.4014.74004160.36许昌2466.811456.76435.70
706.88
106.69
000005172.83开封5479.57519.29000000005998.86郑州1335.071955.231866.961410.15641.84028.8633.68007271.78安阳3814.38645.68799.591371.95418.80 1.53134.96150.08007336.98平顶山838.082247.391734.662118.59769.42067.2081.83007857.17新乡6382.86
627.85223.28539.63369.019.37124.00251.55008527.54三门峡 4.3126.45921.133419.081891.881039.322218.32253.4315.92 1.579791.43商丘10287.17162.1138.67000000010487.94周口11499.52255.650000000011755.17洛阳121.15399.023761.874775.312967.13178.752379.05370.200014952.49驻马店7957.993825.051575.591482.36297.920000015138.90信阳3199.268253.272501.283548.641231.900 2.3348.170018784.85南阳3489.118202.323650.146387.483968.540959.86416.010027073.46合计
65980.53
30212.18
18782.13
27585.13
13599.08
1233.84
5986.31
1683.50
15.92
1.57
165080.19
km 2
低海拔平原低海拔台地低海拔丘陵小起伏低山中起伏低山小起伏中山中起伏中山大起伏中山中起伏中高山大起伏中高山
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面积的68.549%，是农耕地和城镇的主要分布区域；西北坡与东南坡向面积相差较大，这是由于河南省整体地势西高东低，优势坡向（东与东南）与水系优势流向方向相一致所致.
2）根据文献［１］中的地貌类型划分标准将河南省地貌类型划分为低海拔平原、低海拔台地、低海拔丘陵、小起伏低山、中起伏低山、小起伏中山、中起伏中山、大起伏中山、中起伏中高山、大起伏中高山10类.
3）本文使用的基础数据为SRTM-DEM 数据，分辨率较大，存在一定的数据精度问题，若能采用更高分辨率的高程数据进行地貌分析，会得到更客观的成果.参考文献：
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ＬａｎｄｆｏｒｍＣｈａｒａｃｔｅｒｓＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＣｌａｓｓｉｆｙｉｎｇｏｆＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＢａｓｅｄｏｎＤｉｇｉｔａｌＥｌｅｖａｔｉｏｎＭｏｄｅｌｉｎＳｈｕｔｔｌｅＲａｄａｒＴｏｐｏｇｒａｐｈｙＭｉｓｓｉｏｎＤａｔａＦｏｒｍａｔ
ＲｅｎＪｉｎｇ１，ＣｈｅｎＬｉａｎｇ２
（１．Ｎｏ．２ＨｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＧｒｏｕｐ，ＢｕｒｅａｕｏｆＧｅｏｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＭｉｎｅｒａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，
Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００５３，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｎａｎＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＨｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｃｈｏｏｌ，Ｚｈｏｕｋｏｕ４６６００１，ＨｅｎａｎＣｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，t ｈｅＳＲＴＭ－ＤＥＭｄａｔａｗａｓｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂａｓｅｄｏｎＧＩＳｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｃｒｅａｔｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｅｌｅｖａｔｉｏｎ
ｍｏｄｅｌｉｎ９０ｍｓｐａｔｉａｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎｓｅｖｅｒａｌｌａｎｄｆｏｒｍｅｌｅｍｅｎｔｓｓｕｃｈａｓｓｌｏｐｅ，ａｓｐｅｃｔ，ａｎｄｈｙｐｓｏｇｒａｐｈｙｗｅｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｂａｓｅｏｎＤＥＭ，ａｎｄｔｈｅｌａｎｄｆｏｒｍｅｌｅｍｅｎｔｓｗｅｒｅａｎａｌｙｓｅｓｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙｂｙｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｍｅｔｈｏｄ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｃｌａｎｄｆｏｒｍｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ，ｔｈｅｇｅｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｔｙｐｅｓｉｎＨｅｎａｎｐｒｏｖｉｎｃｅｗｅｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｏｔｅｎｔｙｐｅｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｌｏｗａｌｔｉｔｕｄｅｐｌａｉｎ，ｌｏｗａｌｔｉｔｕｄｅｐｌａｔｆｏｒｍ，ｌｏｗａｌｔｉｔｕｄｅｈｉｌｌ，ｌｏｗａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｌｏｗｒｅｌｉｅｆｍｏｕｎｔａｉｎ，ｌｏｗａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｒｅｌｉｅｆｍｏｕｎｔａｉｎ，ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｌｏｗｒｅｌｉｅｆｍｏｕｎｔａｉｎ，ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｒｅｌｉｅｆｍｏｕｎｔａｉｎ，ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｈｉｇｈｒｅｌｉｅｆｍｏｕｎｔａｉｎ，ｓｕｂ－ｈｉｇｈａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｒｅｌｉｅｆｍｏｕｎｔａｉｎ，ｓｕｂ－ｈｉｇｈａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｈｉｇｈｒｅｌｉｅｆｍｏｕｎｔａｉｎ．Ｌａｎｄｆｏｒｍａｒｅａｏｆａｌｌ１８ｃｉｔｉｅｓｉｎＨｅｎａｎｐｒｏｖｉｎｃｅｗａｓｓｔａｔｉｓｔｉｃｆｉｎａｌｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｅｎａｎp ｒｏｖｉｎｃｅ；ｌａｎｄｆｏｒｍｃｈａｒａｃｔｅｒｓ；ｌａｎｄｆｏｒｍｃｌａｓｓｉｆｙ；ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ（ＧＩＳ）；ｄｉｇｉｔａｌｅｌｅｖａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ（ＤＥＭ）；s ｈｕｔｔｌｅr ａｄａｒt ｏｐｏｇｒａｐｈｙm ｉｓｓｉｏｎ（ＳＲＴＭ）
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