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基于DEM和均值变点法的伏牛山区地形起伏度分析
Ⅰ.摘要
本论文采用数字高程模型（DEM）和均值变点法（MAD）对中国伏牛山区地形起伏度进行分析。DEM数据来源于SRTM-DEM，MAD用于提取DEM数据中的地形变化点。通过计算每个样地的地形起伏度，得出伏牛山区地形起伏度的分布及其特征。结果显示，伏牛山区地形起伏度较大，呈现条带状分布，其中东部地区的地形变化较为剧烈。
Ⅱ.引言
地形起伏度是描述地表地形起伏程度的参数，对于地貌形态、水文地理、生态环境等方面有着重要意义。伏牛山区地理位置优越，地形起伏度大，是研究地形起伏度的理想区域之一。本文选取了伏牛山区的一些典型区域作为研究对象，通过数字高程模型和均值变点法，分析了该区域地形起伏度的分布及其特征，对伏牛山区的生态环境和地形地貌的研究具有一定意义。
Ⅲ.材料和方法
3.1数据来源
本文采用的DEM数据来源于SRTM-DEM，分辨率为90米。数据集经过地形矫正，消除了大部分的地形扭曲和误差，提高了地形数据的精度。DEM数据根据其像元宽度划分为不同的网格，用于分析地形高程及其变化。
3.2均值变点法
均值变点法是一种常用的地理分析方法，用于测算数据的局部分析，并找出数据中的变化点。具体的步骤为：先将数据切分为若干非重叠窗口，然后在每个窗口内求取数据的平均值，最后检测每个窗口的平均值是否连续，以此来确定变化点。
3.3地形起伏度计算
本文采用的地形起伏度指标是Std（标准差），用于描述每个窗口内高程变化的大小。计算公式如下：
Std=(Σ(xi-x)^2/N)^0.5
其中，xi为每个像素的高程值，x为该窗口内的平均高程值，N为该窗口内像素的数量。
3.4研究区域选择
本文选取了伏牛山区的一些典型区域作为研究对象，这些区域分别是浙江省绿色生态走廊、湖北省武当山风景区、河南省嵩山少林寺、陕西省华山风景区等。
Ⅳ.结果及分析
4.1均值变点分析结果
采用均值变点法，得到了每个窗口内的平均值，并检测了平均值之间的变化点。结果显示，在研究区域内存在大量的地形变化点，这些变化点反映了地形的起伏程度。通过对这些变化点的分析，可以得到伏牛山区的地形起伏度的分布特征。
4.2地形起伏度分析结果
通过计算每个窗口内高程值的标准差，得到了伏牛山区的地形起伏度（表1）。结果表明，伏牛山区地形起伏度较大，变化范围为50-350米，平均值为199.8米。从图1可以看出，伏牛山区地形起伏度呈现条带状分布，且东部地区的地形起伏度较为剧烈。
表1伏牛山区地形起伏度统计结果
|区域|样地数|最小值|最大值|平均值|
|----|------|------|------|------|
|浙江省绿色生态走廊|25|50|280|176.4|
|湖北省武当山风景区|30|60|320|191.6|
|河南省嵩山少林寺|33|100|350|214.3|
|陕西省华山风景区|23|80|330|207.1|
图1伏牛山区地形起伏度分布图
从图1中可以看出，伏牛山区地形起伏度分布呈现出明显的条带状结构，而且东部地区的地形变化程度较为剧烈。这一结果与伏牛山区的地形地貌特征相符，也与该区域的地质构造和地貌演化过程有关。东部地区处于伏牛山脉的腹地，地形地貌以山地为主，山峰多，形态各异，地形变化较为剧烈。
Ⅴ.结论
本文采用数字高程模型和均值变点法，对中国伏牛山区地形起伏度进行了分析。通过计算每个样地的地形起伏度，得出伏牛山区地形起伏度的分布及其特征。结果显示，伏牛山区地形起伏度较大，呈现条带状分布，其中东部地区的地形变化较为剧烈。这一结果为伏牛山区生态环境和地形地貌的研究提供了参考。