研究地形方法

1. 地形地貌研究常用工具软件的应用方法研究

罗伟东 李 刚

（广州海洋地质调查局 广州 510760）

作者简介：罗伟东，男，广东人，硕士，高级工程师，主要从事海洋地形地貌调查和研究工作。

E-mail：loky＿luo＠sina.com，电话：020-82250319，13609057863。

摘要 本文介绍了地形地貌研究主要工具软件的基本功能，针对主要工具软件的特点和实际应用情况，从地形数据的浏览、编辑、提取和转换，数据的网格化，等深线和彩色阴影底图等的编辑，调色板的制作与获取，地形图和三维立体图的制作等方面探讨地形地貌研究工具软件应用的方法，为地形地貌研究工作的开展创造有利条件，大大提高了工作效率和质量。

关键词 地形地貌 工具软件 应用方法

1 前言

海洋地形地貌调查和研究是大多数海洋调查研究的基本内容和重要组成部分。我国自20世纪90年代初引进多波束测深系统后开展了我国近海和邻近海域多波束海底地形地貌调查和综合研究，积累了丰富的资料和研究成果。提高地形地貌研究水平和工作效率是研究人员不断探索的方向。地形地貌研究工作常用的工具软件发挥了重要作用，能进行原始数据处理、数据网格化、数据提取转换浏览、制图等，还能进行地形坡度、距离和面积计算，地形剖面的提取制作，方便对海底地形分区、分析分布特征和识别地貌单元等。熟练掌握地形地貌研究工作常用的工具软件是研究人员必须具备的基本技能，合理选择和恰当应用工具软件是提高工作效率的有效途径。目前，地形地貌研究可用的工具软件有许多，如MapGIS、ArcGIS、Golden Software Surfer、CorelDRAW、Global Mapper、Fledermaus、GMT、MB-System和Caris Hips and Sips等。我国的地形地貌研究人员在以往的使用过程中，对相关软件积累了一些经验，但是面对种类繁多的工具软件，要恰当合理综合应用以提高工作效率和质量却不是一件容易的事。在实践工作中，常常会因为没有掌握软件的使用方法或没有发挥各软件的特点，而遇到一些困难，降低工作效率和质量。作者通过充分应用软件已有的功能，开发其潜在功能，结合工作实际，扬长避短，综合应用，使相应软件更好地服务地形地貌调查和研究工作，发挥更大的作用。

2 地形地貌研究主要工具软件概述

2.1 MapGIS、ArcGIS和Golden Software Surfer功能概述

这三款软件，特别是MapGIS和Surfer在国内得到广泛应用，相关文章对用法和功能的介绍很多。地形地貌研究主要的应用是利用MapGIS、ArcGIS制作规范的地形图和地貌图等；Surfer主要的应用是制作坡度图和地形图、地貌图和三维立体图等。

2.2 GMT功能概述

GMT（Generic Mapping Tools）是一个通用地学制图工具软件，发展至今已在大气、海洋、地震等研究领域得到较为广泛的应用。GMT是全命令行软件，需要用户录入命令及其指定的输入输出数据和各种配置参数（如经度、纬度、颜色配置等）来进行操作。GMT虽然操作相对繁琐，但执行效率很高，而且图形文件输出的主要格式为PostScript文件，这种格式可提供高质量、跨平台的图形打印，这也是GMT得以广泛应用的原因。

实际应用中，主要是制作二维三维地形图。利用GMT强大的颜色渲染和标准图框输出功能，制作颜色逼真的彩色阴影图、报告和论文插图，大数据量的网格化功能也是其强项。

2.3 Global Mapper功能概述

Global Mapper（简称GM）是美国Global Mapper公司开发的一个简单、实用的图形管理与应用软件。它可以在指定投影和地理坐标的基础上，编辑、转换光栅和矢量地形图，绘制二维、三维地形图以及点、线自编图形，具有良好的绘图、编辑、显示以及数据输出界面。其主要功能特点和实际应用包括以下四个方面：

1）浏览、合成、输入、输出、显示大部分流行的栅格图形和高程及矢量数据

实际应用中，主要用来直接打开浏览各类型如Surfer和GMT网格文件；输入输出（特定范围）网格、XYZ文件及点、线文件；合成相同或不同格式、大小的数据（网格、XYZ）文件。

2）具有数据、图形的转换、编辑、拼接、打印功能和投影转换

主要进行数据、图形的格式转换，如将GMT网格文件转换成Surfer网格文件，重新网格化数据，将XYZ文件转换成网格文件，网格、XYZ文件转换（输出）成图片等。在网格文件中选取制作特定位置的地形剖面。进行坡度、距离和面积计算。结合不同地理位置的地图，设置和改变、转换图片的投影方式。

3）具有简单的地理信息功能和动态GPS接收功能

为没有位置信息的图片添加坐标信息，在同一个项目中打开的文件都会在相同投影下的大地坐标系中显示。

4）在实际应用中，GM也存在不足之处：等深线功能简单，不能调整标注间距和字体样式及大小；地形图图框、比例尺不规范，文字大小和标注不可调节。

2.4 Fledermaus功能概述

加拿大IVS 3D公司生产的Fledermaus是全球海测数据3D具体化的领先商业软件之一，是一套功能强大的交互式三维数值数据虚拟实境的系统。它可以帮助使用者完成包括海洋（海岸、海底）资源调查与制图、环境影响评估、采矿、地质调查以及各种研究等工作。Fledermaus可直接支持广泛的工业数据格式输入。可直接导入、显示数字地形图，点、线、多边形数据集合、卫星影像并进行分析。浏览器iView4D可以随时浏览处理过或分析后的数据结果。

实际应用中，主要是利用其三维可视化功能和复杂区域编辑模块，用于导入网格文件，对三维数据进行三维可视化显示和操作，可任意角度观察地形地貌特征，可方便进行海底地形分区、分析分布特征和识别地貌单元。

3 工具软件的综合应用

常用工具软件在地形地貌研究中发挥了重要作用，工具软件种类繁多，各有优点缺点，科研人员要全部掌握其功能和操作方法有一定难度也没有必要，应该根据实际工作需要，重点掌握几个主要软件，扬长避短，合理应用，其他软件的应用能满足工作需要即可。针对所从事的工作，主要的应用情况从以下几个方面进行阐述。

图1 GM软件主界面窗口

3.1 地形数据的浏览、编辑、提取和转换

海底地形分区、分析分布特征和识别地貌单元等是地形地貌的工作之一，这些工作都要对地形数据进行浏览、观察、描述，以往一般是通过打印的地形图和三维地形图等图件来进行识别和描述。随着计算机软硬件技术的发展，目前，更科学的方法是利用工具软件完成上述工作，也可结合图件打印的方法。利用工具软件观察更直观简便高效，可直接导入、显示数字地形图，调节着色、等值线间距和垂直比例，进行地形坡度、距离和面积计算，特定位置剖面显示提取和制作，多角度、随意缩放、显示任意位置水深和点线多边线标注等。GM软件在这方面具有强大的功能（图1），结合Fledermaus，Golden SoftwareVoxler软件能方便地实现上述常用功能，大大提高工作效率，非常适合地形地貌研究和海洋调查使用。

GM软件可方便地打开XYZ和多种格式的网格文件（包括大数据量文件），还能把数据转换成自己的网格格式Global mapper grid显示，文件小，占用内存少，可随意进行操作，如放大缩小编辑等，显示效果好，这是GM软件的主要特点之一，相比其他软件具有明显优势。显示二、三维地形图，具有标注等深线、测线、标注符号和简单的3D view功能，能从各个角度浏览地形；能实时显示当前或指定位置的水深和经纬度；具备生成地形剖面功能，可选取任意位置进行地形剖面提取和制作；能进行地形坡度、距离和面积计算，地形坡度的计算和显示是在应用地形剖面功能时，在地形剖面窗口中的Options/showpath detais查看。地形剖面可输出为CSV或XYZ数据和图片格式，CSV或XYZ数据可用Grapher等专业软件制作成剖面图；图片格式可直接在CorelDRAW中导入编辑，为保证输出后的图片质量和字体大小合适，字体编辑时要注意调节字体的大小，输出的图片长度应在2000像素左右，输出后在word中的字体大小约为小5号。剖面图如图2所示。

微地形地貌的浏览和描述方面，需要用到相关三维可视化系统，GM软件具有简单的3D view功能，并不能满足实际应用的要求，目前最好的三维可视化系统是Fledermaus，Golden Software Voxler也有不错的表现，实际应用时应结合使用。

图2 典型地形剖面

3.2 数据的网格化

随着多波束海底地形地貌调查和综合研究的技术发展，对研究人员的要求也越来越高，数据网格化和数据转换方法已经成为研究人员必须掌握的技能之一。过去认为数据的网格化是由专业处理人员完成的想法已经不符合实际。研究人员在进行研究时不是简单地利用网格文件，实际可能应用的情况：简单的数据编辑；数据（网格文件）的格式转换；重新网格化，生成不同网格间距的网格文件；提取特定区域网格数据等。

在进行XYZ数据的网格化时，不同的网格化（插值）方法的绘图效果是不一样的。一般地，各软件都会提供多种网格化方法供用户选择，如Surfer提供多达12种方法、GMT有4种方法和ArcGIS提供5种方法。合理选择网格化方法和工具软件能有效提高图件制作质量，地形地貌的制图具体使用的网格化方法，需要根据客观环境特征和数据本身的特点，进行相应的数据分析，才能绘制出准确、有意义的图件。一般地，中大数据量的数据用加权反距离法（Inverse distance to a power）或者最小曲率法效果好、效率高，小数据量数据可使用克里格法（Kriging）。单一的工具软件不能满足实际要求，Surfer软件只适应于网格数据量较小的数据（几百兆的数据文件），Surfer的工作效率很低；大数据量的数据一般要选用GMT或MB-System软件进行网格化；进行数据浏览转换时可使用GM软件。

GMT网格化采用gmtmbgrid和Surface命令；MB-System软件采用mbgrid命令；Sur-face是张性样条网格化法，是一种经过改良的标准最小曲率算法，允许用户把张量引入表面。执行surface程序前要对数据进行预处理，消除混淆现象。地形数据采用block-median对网格间隔框内的值返回中值。Gmtmbgrid算法跟mbgrid命令一样是采用加权反距离插值法。具体根据实际需要选择。MB-System和GMT软件一般配合使用。使用的具体命令如下：

blockmedian文件名.xyz -R113/120/11/13 -I200e -V ＞ ship＿ 5m.xyz

Surface文件名.xyz -R113/120/11/13 -I200e -G文件名.grd

mbgrid -I文件名 -0文件名.grd -R113/120/11/13 -A2 -C2 -E 200/200 -N -V

GM软件网格化采用三角剖分法（triangulation/liner interpolation），这种方法对大数据量的数据处理效率低，数据边缘效果稍差，具体操作流程：打开XYZ文件，出现Ge-neric ASCII Text File Import Options窗口，在Import type选项中，选择Elevation Grid from3D Point Data，其他选项可以采用默认。确定后，出现Elevation Grid Creation Options窗口，在Grid Spacing中可自定义网格大小；确认后即可完成网格化过程，然后在File/Ex-port Elevation grid format，选择合适的格式输出数据。图3是不同软件网格化及制图效果图。左图是用GM软件采用三角剖分法网格化绘制而成，中图是GMT软件用改良的标准最小曲率算法（surface命令）进行网格化，右图是Surfer采用加权平均算法；从图中可清楚地看出，三个软件绘制的地形图一致性很好；GMT软件在网格化效果和调色效果方面都是最出色的，能较好的反映微地形且色彩逼真。

3.3 等深线和彩色阴影底图等的编辑

多波束数据经过后处理后，数据质量一般都能达到要求，特殊情况时也会有局部小范围数据质量较差的数据，在制作成图件时，在彩色阴影图和等深线上都会有直接的反映。一般地，都要对其进行编辑，去伪存真。彩色阴影底图的制作一般用GMT或Surfer，彩色阴影底图的编辑一般选用Photoshop或者CorelDRAW，等深线的生成可用MapGIS、Surfer和GMT软件，MapGIS具有等深线编辑功能，也可以在CorelDRAW中进行编辑，效果都很不错。在CorelDRAW中进行编辑时，等深线一般是在Surfer生成*.emf格式文件，在Corel-DRAW中打开进行编辑，删除等深线时应选用虚拟段删除工具，CorelDRAW是把显示的整条线段定义为由多条虚拟段组成，用虚拟段删除工具选中整条线段或线段的一部分后，程序将会自动删除选中的部分，操作很方便。添加线段时选中手绘工具，调节合适粗细，进行曲线和直线绘制。图片输出时同样要注意像素的调节，确保图像质量和字体合适。图4为等深线和彩色阴影底图编辑前后对比图，底图是用Surfer制作的，编辑方法如上述。右图为编辑后的情况，效果非常明显。

图3 不同软件网格化及制图效果图

图4 等深线和彩色阴影底图编辑前后对比图

3.4 调色板的制作与获取

制图的美观程度主要取决于调色板的着色效果，制作美观实用的图件是科研工作者的不懈追求。根据实际需要选择合适的工具软件及制作或引用合适的调色板是制图工作的重中之重。不同的工具软件的调色效果是有区别的。实践应用中，GMT软件的调色效果最好，Surfer、MapGIS和ArcGIS调色效果稍差，GM的调色效果次之。这也是GMT软件被广泛应用的主要原因之一。因此，在实际应用中，正式图件及成果报告插图等可应用GMT软件制图或制作彩色阴影图。GMT软件自身提供了许多独有且全球流行的调色板，自身也提供相应的命令如makecpt和grd2cpt根据相应的调色板模板对特定数据进行调色板制作，但并不能满足实际应用的需求。因此，制作或者获取第三方调色板是可行的办法。

调色板模板制作与管理的有效可行办法：首先，根据工作实际，确定工作中常用的几种地形数据类型如海陆结合数据、浅水数据和深水数据等，每种数据类型制作几个常用的调色方案，所有的调色方案都做成各软件特定的格式，可直接或稍为更改即可引用。由于GMT是全命令行软件，调色板的制作并不像Surfer等友好界面软件那么直观方便。一般地，在利用GMT自带调色板模板稍加修改或者直接在Surfer软件中制作调色板后，导出后再转换为GMT格式的调色板。

获取调色板的方法有两种：一种为通过专业网站获取相关调色板，专业网站提供多个领域的世界上主流的调色板和大量用户自主设计的调色板。另一种方法是手头只有地形图图片而没有相应数据调色板的情况，这时最好的方法是利用相关软件如Photoshop或其他具有取色功能的软件进行调色板制作，着色效果跟原有图片基本一致。

3.5 地形图和三维立体图的制作

发挥各地学绘图软件的优势，结合应用才能做出规范且最佳效果的图件。地形图和三维立体图正式图件的制作，单一工具软件不能满足要求。Surfer软件功能较全面但特点不明显且没有投影功能，等深线制作和编辑功能较弱；GMT的网格化和调色功能强大，等深线制作也不错，但没有编辑功能；由于制作正式图件时，可采用由GMT软件制作地形图和三维立体图的彩色阴影底图，再导入MapGIS或ArcGIS制成图件的方法，制作时要注意投影方式的匹配问题，GMT制作彩色阴影图时应选择合适的投影，导入前应该把PS文件转换成BMP或JPG图片，且要根据打印图件的大小选择合适的输出像素。图5为西太平洋地形图，是由GMT软件制作彩色阴影图导入MapGIS进行中文标注等。正式图件的等深线可直接由MapGIS生成并编辑或由GMT生成导入等。

4 结 语

地形地貌研究常用的工具软件种类多、功能很强大。本文针对常用工具软件的特点和实际应用情况，总结了这套工具软件应用方法的主要特点：把各软件的优势应用到实际工作，扬长避短，最大限度服务地形地貌研究工作，提高工作效率和质量；根据实际应用制定相应操作流程，综合应用，简化操作，提高效率；挖掘新工具软件，把GM软件应用于地形地貌研究工作，起到非常好的应用效果。这套方法为地形地貌研究工作的开展创造有利条件，大大提高了工作效率和质量。

图5 西太平洋三维立体图

参考文献

［1］陈欢欢等.Surfer 8.0等值线绘制中的十二种插值方法.工程地球物理学报，2007，2.

［2］刘方兰等.Global Mapper系统在海洋调查中的应用.海洋技术，2011，01.

The application method study of the general-used software for studying the topographic and geomorphic features

Luo Weidong Li Gang

（Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760）

Abstract：The paper introces the basic function of the general-used software for studying thetopographic and geomorphic features.Focuses on the characteristic features and the comprehen-sive application in practical experience，talking about the usages of the general-used software forstudying the topographic and geomorphic features on scanning，editing，collecting and conversionof the geographic data，data gridding，edit for the bathymetric contour and the color shader basemaps，palette make and abtain，topographic map and Creates the advantages for studying the top-ographic and geomorphic features，and also increases the efficiency and the quality of the study.

Key words：Topographic and geomorphic features Software Application method

2. 地理事物的研究方法

地理事物及其认识方法的综合性 （一）地理事物的综合性 地理科学的一个显着特点是，所研究的对象即地理事物具有很强的综合性，具体表现在： 1．地理环境的组成要素形成一个统一的整体 地理环境的各个组成要素，包括自然要素和人文要素，相互联系，相互影响，相互制约，相互渗透，有机结合，形成一个统一的整体。因此，任何地理事物和地理现象都不是孤立的和静止的，而是与其它事物和现象存在着动态的联系。例如，地球的自然环境是在地球的宇宙环境、大气圈、水圈、岩石圈和生物圈相互作用下形成和发展的，自然地理环境的特征和演变是地球运动与地貌、气候、水文、土壤、植被和动物等要素共同作用的结果，地球的人文环境是由政区、人口、聚落、工业、农业、交通运输业、科技和文化等因素综合而成的。 2．地理环境在人类与自然的共同作用下发展变化 自从人类出现以后，自然环境就受到人类活动的深刻影响。今天，地理环境已经深深打上了人类活动的烙印，自然环境和人文环境已经形成一个密切联系的不可分割的整体。例如，人类活动对于气候、地形、水文、土壤和生物的分布与演变都起着重要作用；自然环境的变迁也制约着人类活动，甚至使人类受到惩罚。由于人类活动范围的日益扩大，人与地理环境的关系也日趋复杂。人类从地理环境中取得必要的生存空间，获得资源和能源，从而保证了人类的生存发展。人类又影响和改造着地理环境，同时向地理环境排放越来越多的废弃物质，使地理环境趋于恶化，因而又制约了人类的发展。如果不能正确处理人类与自然的关系，就可能使地理环境越来越不利于人类的生存发展。 （二）对地理事物认识方法的综合性 在认识地理事物的本质特征时，必须注意地理事物的综合性。例如，认识某一地区的自然地理特征，必须全面考虑地貌、气候、水文、植被和动物等要素的特点；认识某一国家的人文地理特征，必须注意资源、人口、民族、城市、工业、农业、交通和文化等方面的状况。对于某一要素的分布和运动规律，也要充分考虑其它因素的影响。例如，对于河流的水文特征，必须从地貌、气候、土壤、植被和人类活动等方面加以分析。把握对地理事物认识方法的综合性，应该注意以下几点： 1．找出地理环境各组成要素的内在联系，充分认识地理事物和地理现象的相互关系 要按照辩证唯物主义观点，运用客观事物的系统性和联系性法则认识地理事物，从地理环境各组成要素的内在联系入手，认识和解释地理事物和地理现象的相互关 系。例如，在解释各种气候类型的成因时，应该分析纬度的高低、距海的远近、地形的变化、洋流的寒暖以及大气环流的形势对气候的影响，再综合出气候类型的特点；在说明工业布局的特 点时，应该分析原料、能源、交通、市场、科技、环境及农产品供应等方面的条件，再综合出工业布局的类型。 2．从人类与地理环境关系的角度，认识和总结地理事物和地理环境的发展规律 按照科学的人地观来认识和总结地理事物和地理现象的发展规律，是研究地理科学和学习地理知识的重要基点。对于纷纭复杂的地理事物和地理现象，只有从人地关系的 角度加以科学的分析和综合，才能找出其客观规律。例如，对于森林资源的认识，只有从人类需要的角度来认识，才能明确森林不仅可以提供多种物质产品，还是一种重要的环境资源；滥伐森林的危害和提高森林覆盖率的意义，也只有从人类活动的角度来认识才能够正确理解。 （三）在中学地理教学中要重视分析-综合方法 分析-综合方法是一种常用的重要思维方法。分析就是把事 物的各个部分、各个方面和各种属性分解开来，一一加以考察的思维方法。综合就是把事物的各个部分、各个方面和各种属性合为一体，进行总体考察的思维方法。分析和综合是密切联系，不可分割的。只分析，不综合，就会只见树木，不见森林。只综合，不分析，又会只见森林，不见树木。任何学科的知识，包括地理学科的知识，都是既有一定的整体结构又有各个组成部分。因此在教学过程中总要把分析和综合结合在一起进行思维，既可以先分析后综合，也可以先综合后分析。 在学习地理知识的过程中，学生要通过分析地理事物的空间分布状况和地理要素及地理现象之间的关系，揭示地理事物和地理现象的空间分布和演变规律，综合地理环境的整体特征和区域特征，从而发展思维能力，学会系统地全面地看问题的方法。因此，在中学地理教学中应特别重视分析－综合方法。

3. 研究地形的最基本方法

地图和现地是最基本的方法

4. 怎样研究丹霞地貌，用哪些方法

作为一个新兴的学科体系，丹霞地貌学分为：
一、基础丹霞地貌学，包括：
1、丹霞地貌学史
2、丹霞地貌学形态学
3、丹霞地貌学分类学
4、丹霞地貌学成因学
5、丹霞地貌学分布学
6、丹霞地貌学研究法
二、应用丹霞地貌学，包括：
1、丹霞地貌学旅游学
2、丹霞地貌学文化学
3、丹霞地貌学工程学

5. 地理学研究方法有哪些

类比法教师把某一问题同学生已学过的另一同类地理事物或现象进行比较的方法。包括两种比较方式：①同类同型比较。同类地理事物和现象被比较的各点相同或相似，具有共同的特征，对比的结果是：两个被比较的对象具有共同的特征，如南北美洲地形的比较、亚洲与欧洲海岸线轮廓的比较都具有这种性质。②同类异型比较。同类地理事物和现象被比较的各点不同，对比的结果是：两种被比较的地理事物和现象具有相异的特征，如秦岭、淮河南北河流水文特征的比较。欧洲与非洲气候的比较都具这种性质。
纵比法 将同一地理对象在不同历史阶段的不同状况加以比较的方法。其目的在于了解各种地理事物和现象的过去和现状，并推断其未来，明了其变化过程的规律。如地形演变各阶段上的不同形态，河流演变各阶段上的不同状况，气候演变各阶段上的不同特点，某国、某地区各时期经济发展的不同状况等的比较，都属于纵比法。
联系比较法 把两种地理对象联系起来进行比较，以揭示其内在联系和相互关系的比较方法。例如讲欧洲大陆轮廓时联系非洲进行讲述，可突出欧洲是海岸线最曲折的大洲。
并列比较法把分别独立的几个比较对象并列起来进行比较的方法。通过这种比较、能够明确被比较对象的共性和个性。例如，把黄河、海河、辽河几条河流并列起来进行比较，可找出每条河流的个性和共性，使学生认识黄河、海河和辽河这三条河流的个体和整体特征。
综合比较法 把不同地理区域或不同国家的地理综合体的各个要素，进行全面比较的方法。它是一种对比要素较多，较复杂的比较法。多用于地理复习和测试。

6. 军事地形的研究方法有哪些

军事地形是为保障军队战斗活动顺利开展而进行的地形战术分类、方位判断、野外标图、地形测量和利用地形指挥战役战斗的方法和手段的研究。是军事地理学的重要组成部分。地形是战争环境的重要因素之一，其特性对军事战略部署、部队的运动、伪装和进攻、观察所和射击阵地的选点以及战斗技术器材的使用等具有极大影响。——军事理论篇。

7. 研究区地形地貌

一、地势呈阶梯状分布

中国北部的地势自西向东逐渐下降，形成明显的三阶梯状，这是其地貌格局最突出的特征。青藏高原高踞中国西部，构成最高一级台阶地貌单元，平均海拔高程为4000～5000m。以冈底斯山、唐古拉山、巴颜喀拉山、阿尼玛卿山、昆仑山、阿尔金山和祁连山等山脉为主体，南部与世界屋脊喜马拉雅山脉相邻。在这些山系间分布着地表平缓、面积广阔的高原和盆地，并分布着大量的高原湖泊群。青藏高原同时也是长江和黄河，及亚洲大河———湄公河、萨尔温江的发源地。青藏高原北缘至秦岭以北，大兴安岭至太行山以西的广大地区，构成中国北方的第二级阶梯状地貌单元。除主体山系外，大部分地区海拔高程在1000～1500m之间，其中新疆中部的吐鲁番盆地最低海拔为－155m。青藏高原以北地势急降，形成中国最大的盆地———塔里木盆地，向北向东则依次分布着准噶尔盆地、吐鲁番盆地、鄂尔多斯高原、黄土高原、内蒙古高原等广阔的高原和盆地，其间还有天山、阿尔泰山、贺兰山、阴山、六盘山、太行山和大兴安岭等高大山地。其中黄河流域以北的大多数高原和盆地均属内陆地区，气候干燥，生态环境脆弱，为大面积的沙漠和戈壁荒原。大兴安岭至太行山以东、淮河以北的东部地区，构成中国北方的第三级阶梯，主要为辽阔的低地平原，间夹着低山丘陵地貌。自北向南分布着三江平原、东北平原和中国最大的平原———华北平原。除小兴安岭、长白山地和鲁中的泰山和沂蒙山外，这些地区海拔小于500m。

二、众多山系排列有序

中国的西部屹立着众多雄伟高大的山系，如喜马拉雅山脉、昆仑山、天山等，而青藏高原之上，重峦叠嶂，群峰栉比，是世界上山系最为发育的地区。在中东部的平原和高原之中，也分布着不少山岭和丘陵。在本区的众多山系中，山脉的走向排列有序，对宏观地貌的区域分布起着重要的控制作用。其主体排布方向主要有两个大的系列。

(一)东西走向的山系

近东西走向的纬向排布系列主要分布在本区中西部地区，包括青藏高原上的所有山系及北部的天山山脉，中部的阴山和秦岭，大体可以分为3个纬度系列。北部的第1列由天山和阴山山脉构成，位于北纬41°～42°之间;第2纬度系列分布于北纬34°～35°区间内，主要由昆仑山、巴颜喀拉山和秦岭山脉主体构成;南侧的第3列由喜马拉雅山脉东段构成大致分布于北纬25°～28°之间，因横断山系的干扰连续性较差。3个系列纬度间隔约7°～8°，排布规律。

(二)北―北东走向的山系

近北―北东方向排列的山系主要分布在贺兰山以东，走向约20°～40°，也可分为3个系列。第1列以贺兰山系为代表，向北伸延可与境外的肯特山脉(蒙古)和雅布洛诺夫山脉(俄罗斯)相呼应;第2列以大兴安岭、太行山和吕梁山系为主体构成;第3系列以东部沿海的长白山、千山和鲁中山地构成，向北与俄罗斯境内的锡霍特山脉相连。

三、山系与平原盆地相间

山岭与平原、高原和盆地相间排布，构成了中国北方独特的地貌框架结构。在第一阶梯青藏高原内近东西排列的众多山脉之间，分布着柴达木盆地、青海湖盆地、色林错盆地、纳木错盆地、藏南谷地、拉萨河谷平原等大小不一的许多高原盆地和湖盆地。北部着名的塔里木盆地、准噶尔盆地、吐鲁番盆地、阿拉善高原也相间分布在昆仑山、天山、阿尔泰山及祁连山脉之间。在昆仑山系之内也呈现出横向岭谷相间的形态。山系和平原构成了一种多字型格局，其地貌类型面积构成参见表1-1-1。

表1-1-1 中国北方地区地貌地形面积分布情况

注:引自马耀光等(2003)。

8. 简述地形分析的主要内容

地形分析是用直接可以观测到的地貌和外力过程，演绎推断不能直接观察到的地壳运动的进程和发展的方法。研究主要地形类型 地形构成 地势特点。

9. 研究方法

第一章中述及，作为一门课程的第四纪地质学及地貌学包括第四纪地质学、地貌学及新构造运动学三门独立学科的内容。各门学科都有根据自己的研究对象和内容所制定的研究方法体系，第四纪地质学、地貌学、新构造运动学也不例外，这三门学科的研究对象又是在分布、成因、年代和发展方面具有密切的联系的。因而它们既可以分别进行研究，但也可以结合起来，并且在许多场合下是必须结合起来进行研究的。三门学科的研究内容归纳为：地形形态；第四纪堆积物的岩石、矿物成分和岩相特征；地形、第四纪堆积物的成因和空间分布，以及新构造运动的特点；地形、第四纪地质及新构造运动发展史等。为了进行这些方面的研究，需要采取地形形态、基底地质构造、第四纪堆积物、生物地层学、人类考古学、仪器、绝对年龄、古土壤学等不同方面的方法：

（一）地形形态法

1.研究内容

（1）划分主要和次要的地形形态单元，研究它们的形态描述和形态测量；

（2）给予这些地形以形态名称；

（3）从形态特点方面分析地形以及相关的第四纪堆积物和新构造运动的类型、相对年代及发展史。

2.具体措施

（1）分析等高线地形图、陆地照片、航卫照片等；

（2）野外地面观察和空中观察，对地形进行文字描述、素描、照相、测制地形剖面图、地形形态描述图、地形形态测量图；

（3）从形态上分析地形及相关第四纪堆积物、新构造运动的类型；

（4）研究各地形单元在空间分布上的关系，如层叠的、埋没的、镶嵌的、穿切的、覆盖的、平行的、过渡的等等；

（5）借助地形形态之间的关系，确定地形及相关第四纪堆积物和新构造运动的相对年代和发展历史，如在层叠的阶地系中较高的阶地年代较老，在埋藏的阶地系中较低的阶地年代较老等。

（二）基底地质结构法

这是研究地形、新构造运动与前第四纪基岩和地质构造关系的一种方法。

1.研究内容

（1）研究前第四纪基岩性质、地质构造在地形形成中的作用，作为划分地形成因和年代的依据；

（2）研究老地质构造与新地质构造的关系以阐明老构造运动与新构造运动的关系（有重叠的、继承的、新生的关系等）。

2.具体措施

（1）观察不同岩石性质与地形形态和成因类型的关系，以确定是构造地形抑或剥蚀构造地形、剥蚀地形等；

（3）研究新地质构造与老地质构造在方向、类型、空间、分布等方面的关系；

（4）对比地形剖面图和地质剖面图，地形形态图和地质图；

（5）编制岩石抗剥蚀强度图并与地形形态图进行对比；

（6）编制地貌地质联合剖面图、地貌构造形态图、新构造图。

（三）第四纪堆积物法

这是通过研究第四纪堆积物的岩石、矿物成分、岩相特点、厚度及空间分布的特征来解决这三门学科的有关问题的一种方法。

1.研究内容

（1）对组成第四纪堆积物的岩相特点各种粒级的颗粒进行岩石（粗粒物质）和矿物成分鉴定和研究；

（2）研究第四纪堆积物的物质来源（原地的及外来的）；

（3）研究第四纪堆积物的形成环境及成因（例如，第四纪堆积物的岩石矿物成分与下伏基岩有联系，证明是否为残积物、搬运沉积、或其它类型的堆积等）；

（4）研究第四纪堆积物与地形的关系，其中包括第四纪堆积物分布的大地形环境（如河谷形态及分布在河谷中的第四纪堆积物，以及第四纪堆积物本身所组成的地形等）；

（5）研究第四纪堆积物与新构造运动的关系（如巨厚的第四纪堆积物分布在新构造下降运动地区等）。

2.具体措施

（1）第四纪堆积物自然剖面及人工剖面的观察，观察内容包括：

① 第四纪堆积物的空间分布、厚度变化；

② 第四纪堆积物的岩石矿物成分（尽可能确定）；

③第四纪堆积物的岩相特点，包括层理、各层颜色、产状、分选、粗粒物质的磨圆度和扁平度、排列方向、胶结等；

④第四纪堆积物岩相在水平方向和垂直方向的变化（原生的和次生的变化）；

⑤第四纪堆积物所含化石及生物残骸；

⑥第四纪堆积物剖面所在的地形部位；

⑦对剖面的观察内容进行文字描述、照相或素描、采集标本和供分析鉴定、化验的样品。

（2）测制第四纪堆积物剖面，并填绘第四纪地质图。

（3）对不同类型的第四纪堆积物如，冰川漂砾、海成砾石层、风成砂、残积粘土等，分别进行不同内容的研究。

（4）在上述研究的基础上，分析第四纪堆积物及相关地形和新构造运动的类型、年代和发展史。

（四）生物地层学法

研究第四纪堆积物及其中所含化石、生物残骸以划分第四纪地层的方法。

1.研究内容

（1）第四纪堆积物中化石和生物残骸的采集和鉴定；

（2）第四纪化石和生物残骸与第四纪堆积物的关系；

（3）分析第四纪化石和生物残骸所代表的古地理环境，以确定第四纪堆积物的沉积环境和成因类型；

（4）借助第四纪化石年代的确定以确定第四纪堆积物及有关地形和新构造运动的年代并进行第四纪地层划分。

2.具体措施

（1）确定化石和生物残骸产出的地点，第四纪堆积物层位和地形部位，化石产出第四纪堆积物层的岩石、岩相特点，并绘制剖面图或素描图、照相；

（2）观察化石的产状、完整程度，借以分析化石是原始沉积抑或次生搬运沉积；

（3）采集第四纪动物和植物化石标本，供鉴定用，并将标本样品编号；

（4）室内进行分析鉴定并编制图表；

（5）研究产出化石的第四纪堆积物与相关地形和新构造运动在成因、年代和发展史方面的关系；

（6）进行第四纪堆积物的地层划分。

（五）人类考古法

研究第四纪堆积物中所含人类骨骸和文化遗迹、借以确定第四纪堆积物的成因、年代和形成历史的方法。研究内容和具体措施类似于生物地层学法。

（六）仪器法

利用仪器测定地貌、第四纪地质及新构造运动过程的方法。

1.研究内容

（1）利用仪器测定地貌过程、沉积作用和新构造运动速度；

（2）测定埋藏的地貌、第四纪堆积物和新构造运动的特点。

2.具体措施

（1）大地测量反复进行三角纲测量，反复进行水准测量，了解地面各点水平位置和垂直高度的变化。

（2）利用水量计观察，测定水位变化。

（3）地球物理法利用磁力异常曲线、重力异常曲线和电阻率曲线分析研究第四纪堆积物的厚度、岩相变化、下伏构造的特点；利用地震仪测定现代地壳运动强度。

（4）利用放射性测定测知岩浆活动与地壳运动。

（5）借助连续卫星照片，分析地貌过程、第四纪堆积物过程和新构造运动强度。

（七）绝对年龄法

测定第四纪堆积物及其所含化石的绝对年龄，借以确定相关地形和新地质构造的年龄，从而进行第四纪地层划分，以及阐明地形、第四纪地质和新构造运动历史的方法。

（八）古土壤法

研究第四纪堆积物中的古土壤，借以划分第四纪地层和研究第四纪地质历史的方法。

在综合性区域地质测量和水文工程地质测量工作中，需要尽可能地利用所有上述方法进行地貌、第四纪地质及新构造运动的全面的研究。在专门的地貌、第四纪地质和新构造运动的研究中，利用上述方法中与研究任务有关的方法。例如，在进行第四纪地层划分的专门研究中，主要利用生物地层法、第四纪堆积物法、绝对年龄法、古土壤法等。

在不同的研究地区内，上述方法的采用和可能发生的作用是不同的。例如，在平原地区，第四纪堆积物的研究方法，通常是一种主要方法；而在山岳地区，基岩地质结构法又常常作为一种主要方法被采用。

第四纪地质及地貌工作人员应当尽可能多地掌握上述方法。但是，全面掌握上述方法是有困难的。地貌第四纪地质人员应当至少掌握地形形态法、基岩地质结构法、第四纪堆积物法等几种主要方法，古生物地层学法应当部分地掌握。对于其它一些方法，第四纪地质及地貌工作人员在大多数场合下都是收集资料，采集标本样品，进行初步分析研究。