基于DEM的黄土高原沟谷节点分形特征研究

以ASTER GDEM为主要数据源，在黄河中游多沙粗沙区提取了22个小流域的沟谷节点（channel junctions, CJs），采用计盒、关联维两种方法对比研究了CJs分形特征，并讨论了其分形的内涵与影响因素；基于CJs分形特征的聚类分析，探讨了样区的侵蚀程度差异。结果表明：（1）黄土高原CJs分形特征明显，不同分形方法度量的几何维数变化相同，盒维数大的样区关联维数也大；（2）CJs分形特征与黄土地貌的发育相关，不同地貌类型呈现出不同的分形维数；但两种分形方法度量出的分维值差异均能与地貌类型保持对应，分形维数排序为：黄土梁峁状丘陵沟壑>黄土破碎塬>黄土梁状丘陵沟壑>黄土塬>黄土山地>黄土峁梁状丘陵沟壑>黄土风蚀沙丘；（3）依据CJs盒维数、关联维数对样区进行聚类分析，结果表明22个样区划分为4种类型，大致对应剧烈侵蚀区、强烈侵蚀区、中度侵蚀区、轻度侵蚀区。研究表明分形方法能较好的刻画黄土高原不同地貌沟谷节点特征，并能在一定程度上反映沟谷侵蚀状况。