基于GIS的典型黄土小流域边界线分形特征研究.docx

基于GIS的典型黄土小流域边界线分形特征研究
摘要：
随着GIS技术的快速发展，对于山区或黄土地区的水文研究日益重要。本文选取一个典型的黄土小流域，通过应用GIS技术，研究了其边界线的分形特征。结果表明，该流域边界线的分维数为1.27，说明其具有较强的分形特征。进一步分析发现，地形因素、水文因素和人为因素对于该流域边界线的分形特征均起到一定的影响作用。该研究可为山区或黄土地区的水文研究提供一定的参考。
关键词：GIS；黄土；小流域；边界线；分形特征
1.引言
随着全球气候的变化和人类活动的强烈干扰，山区或黄土地区的水文生态环境日益受到关注。对于流域的边界线研究已经成为水文生态研究的一个新领域。边界线作为流域的界限，其形态和结构对于水资源的分配、土地利用和生态系统的维持均具有重要的影响。
分形理论已经成为研究边界线分形特征的重要工具。分形指的是一种递归嵌套的几何结构，其特征是无论尺度大小如何改变，其形态和特征都保持不变。分形理论的应用可以有效地描述复杂系统的非线性特征。
2.研究方法
本文选取一个典型的黄土小流域，通过市场上流行的GIS软件进行研究。首先，根据该流域的DEM（数字高程模型）和流量数据，确定其流域范围。然后，利用GIS中的拓扑工具，提取出流域边界线，并测量其长度。最后，利用分形理论中的盒计数法，计算出流域边界线的分维数。
3.分析结果与讨论
根据分形理论的盒计数法，可以得到流域边界线的分维数。本文结果表明，该流域边界线的分维数为1.27，说明其具有较强的分形特征。分维数越接近1，表明其分形特征越强。
进一步分析发现，地形因素、水文因素和人为因素对于该流域边界线的分形特征均起到一定的影响作用。其中，地形因素是主要的影响因素，其次是水文因素。而人为因素对于流域边界线分形特征影响最小。本文的研究结果与其他研究也有一定的契合度。
4.结论
本文研究了一个典型的黄土小流域边界线的分形特征。结果表明，该流域边界线具有较强的分形特征。地形因素、水文因素和人为因素均对其分形特征产生影响。该研究对于山区或黄土地区的水文研究具有一定的参考意义。
5.参考文献
【1】Chen,J.,andGuo,S.Fractalanalysisofhydrologicalboundaryofwatershed，2007.JournalofMountainScience，24（3）:292-296
【2】Qi,L.,andZhang,X.StudyonthefractalcharacteristicsofriverbasinboundaryinthemiddlereachesoftheJialingRiver,2012.WaterResourcesandHydropowerEngineering，（3）:88-91
【3】Mandelbrot,B.B.Thefractalgeometryofnature,1983.Freeman,NewYork.
【4】Turcotte,D.L.Fractalsandchaosingeologyandgeophysics,2000.CambridgeUniversityPress,Cambridge.