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地形表面由一系列的特征要素如点、线、面构成的，他们决定着地形地貌的几何形态和基本走势。其形态及组合特征可作为地球内部构造运动、地表过程以及气候演变等相互作用的标志性载体，探究地形形态形成机理、发展规律、地域分异特征已成为地理、地质、地貌、测绘等学科的核心命题之一。因而自人类采用图形、晕渲及等高线等方式描述地形、认识自然的过程中一直处于相当重要的地位，其中山顶点、鞍部点等特征点具有更强的地理控制、导向及标识意义。DEM的出现，为全面、深入研究特征点及其组合奠定了坚实的基础。
地形特征点簇是山顶点、鞍部点及其连接的径流节点构成的具有距离、方位及拓扑约束的有机结构体。地形特征点簇负载0维点要素信息、1维线连通与约束信息、2维面空间形态与幅度信息、多层面相互关联与控制信息，综合组成包括点、簇、群、层在内的多角度及层面描述和认识地形的基础框架。DEM的出现为地形特征点簇研究提供了丰富的数据源，其质量和精度控制保证了数据的可用性和科学研究的适宜性。在DEM的基础上，借助现代GIS工具实施快速、高效的地形特征点簇已成为可能。
本研究主要内容和结论包括如下方面：
总结前人研究，本研究认为地形特征研究需要改变当前研究单一类别地形特征的研究等思路：实施集成的地形特征研究，研究其在不同地形地貌条件下的差异性与变化，凸显地形特征点簇研究的必要性及深入地形地貌认识的紧迫性。借鉴结构的数学抽象思路，将地形特征点簇空间结构的研究归结为组成、拓扑及等级三个层面研究内容。
首次提出了地形特征点簇概念模型，给出地形特征点簇的组成要素及其内涵界定、形式化描述方法，结合其多层面解译方法给出基于线状连通图的组织方式；讨论了地形特征点簇的属性特征及其分类。
提出了一体化地形特征点簇要素提取方案及形态、模拟相结合的山脊线提取方案。在DEM基础上，进行点簇的提取研究，包括结合形态与模拟的山脊线提取方案、基于山脊线和窗口分析提取鞍部点方法以及一体化提取点簇的原理和方法，最终借助山脊线辅助实现从点到点簇的组织与构建。
分析了在点簇提取过程中涉及到的不确定性问题，主要探讨了山顶与鞍部高差阈值的选取、与山顶起伏及山顶控制面积关联关系以及不同格网DEM对其提取的影响等不确定性因素。
构建了地形特征点簇的分析框架。在点簇提取的基础上，研究了点簇的空间结构统计属性特征及其关联特征，结果表明点簇组织方式能够很好地刻画陕西省山区及黄土梁峁区地形特征，根据山顶起伏与其控制面积的相关分析，给出面积与起伏半对数比例关系的参数，该参数能较好区分山区与丘陵；初步研究了点簇空间分布形态特征及拓扑连通特征，发现点簇上述空间结构特征与地形具有较好对应性。
研究结果表明，地形特征点簇具有对地形的概括与抽象能力，在描述地形特征及其空间结构上表现出较大潜力与优势，应当注重这一研究在提取与分析方法上的充实和完善、理论认识上的提高与深入以及实际应用的快速跟进。