喀斯特区正负地形提取方法改进及地貌形态分类研究.pdfVIP

国家自然科学基金委员会

贵州省人民政府喀斯特科学研究中心项目

(U1812401)

贵州省普通高等学校科技拔尖人才支持计划

(黔教合KY[2018]042)

贵州省科技计划项目

（黔科合支撑[2020]4Y016）

贵州省水利科技项目

(KT202108)

贵州科技创新基地建设项目

（黔科合中引地[2023]005）

联合资助

目录

摘要IV

AbstractVII

第一章绪论1

1.1研究背景1

1.2研究意义1

1.3已有研究进展2

1.3.1地貌形态研究2

1.3.2地形因子研究4

1.3.3喀斯特地貌正负地形提取研究6

1.3.4喀斯特地貌分类研究7

1.4研究目标、研究内容与拟解决的关键问题8

1.4.1研究目标8

1.4.2研究内容8

1.4.3拟解决的关键问题9

第二章研究区概况与研究方法10

2.1研究区概况10

2.2技术流程11

2.3研究方法12

2.3.1Y-地形开度法基本原理12

2.3.2基于偏最小二乘模型改进地形开度法13

2.3.3均值变点法15

2.3.4K均值聚类法16

2.3.5随机森林模型16

2.4数据来源与正负地形提取精度验证18

第三章喀斯特地貌形态分析19

3.1喀斯特地貌形态特征分析19

3.2喀斯特地貌地形因子相关性分析20

3.3本章小结25

第四章基于偏最小二乘模型的正负地形提取方法改进26

4.1喀斯特地貌正负地形最佳分割阈值的改进26

4.1.1地形开度分割阈值与地貌形态特征的相关性26

4.1.2基于偏最小二乘模型的地形开度分割阈值多元回归分析27

4.1.3喀斯特地貌形态特征的重要性指标与相对贡献率分析29

4.1.4喀斯特地貌最佳形态因子组合识别31

4.2喀斯特地貌正负地形最佳分析窗口的改进32

4.3基于改进地形开度法的正负地形提取分析34

4.3.1基于改进地形开度法的正负地形最佳分割阈值34

4.3.2基于改进地形开度法的正负地形提取精度验证35

4.4本章小结37

第五章正负地形视角下喀斯特地貌分类研究39

5.1正负地形指标体系构建39

5.2基于正负地形的贵州喀斯特地貌总体特征41

5.3基于正负地形指标的K均值聚类结果42

5.4基于K均值聚类的随机森林模型精度评价44

5.5基于正负地形重要性指标优化喀斯特地貌分类45

5.6分类标准下贵州喀斯特地貌发育形态特征47

5.7本章小结50

第六章结论与展望52

6.1讨论52

6.1.1喀斯特地貌最佳形态因子组合与其他地貌区的对比52

6.1.2正负地形视角下的喀斯特地貌分类与其它分类方案的对比53

6.1.3应用价值58

6.1.4不确定性分析58

6.2结论59

6.3展望61

参考文献62

致谢69

攻读硕士学位期间主要研究成果71

贵州师范大学学位论文原创性声明72

贵州师范大学学位论文使用授权书72

摘要

正负地形通过源汇过程对水土资源进行再分配，控制着区域的地

形起伏、水土运移和人居环境，进而影响区域发展。结合喀斯特地貌

空间特征，提取正负地形，并依据正负地形划分喀斯特地貌类型，阐

释喀斯特发育形态特征，对喀斯特区域的水土资源合理分配以及生产

可持续发展具有重要的意义。已有研究成果主要关注于正、负地形某

一主体提取与应用，对于定量结合喀斯特地貌复杂的空间结构