地表是人类生产生活的重要场所,对地表形态特征的定量分析与科学表达有着重要的理论意义和实际价值。传统的地形研究主要以野外勘测结合室内手动绘图等方式为主,常常受到自然环境、技术水平、人为因素等的影响。数字高程模型(DEM)的出现,为地学研究提供了新思路、注入了新活力。当前利用DEM为基础的数字地形分析主要集中于地形特征要素分析与提取以及基于DEM的地学模型分析等,所采用的方法多为基于地形参数及其统计特征量(如均值、方差)等量化分析地形特征。本文从频率域角度出发,以福建省典型地貌(平原、丘陵和山地)样区的DEM数据为基础,利用傅里叶频谱分析方法,定量研究了不同地貌的频谱能量特征差异,并将其应用于地貌形态特征分类。论文的主要内容和结论如下.:(1)典型地貌的傅里叶功率谱特征研究对DEM数据进行傅里叶变换后,其功率谱表示了地形能量在各频率位置上的叠置情况。二维功率谱表明地形的能量主要集中在低频区域,是地形的骨架信息。由一维功率谱得出:不同类型地形的功率与径向频率均呈双对数线性关系,表现为地形的能量随径向频率的增大而减小。(2)典型地貌能量变化特征研究为深入量化地形能量变化规律,提出了地形能量变化速率指标。结果表明:总体上,平原、丘陵、山地的地形能量下降速率依次增大,其中平原地貌与丘陵、山地地貌差别明显;地形在中、高频区域能量变化复杂,不同地形在中频区域存在明显的特征,高频部分主要受地形不连续点和数据误差等的影响,使得该频段地形能量剧烈变化。(3)典型地形能量分布差异表现真实地形与随机生成地形的对比结果表明:真实地形并非随机生成,而是具有一定的特征空间,尤其是在中频部分,地形特征较为明显。因此利用滤波技术和傅里叶逆变换,将特征较明显的地形分离出来,结果显示:地形形态在该频段上具有明显的自相似性。(4)福建省地貌形态特征分类。将地形频谱能量差异特征提炼成频域地形参数,再结合空域地形因子,利用遥感影像监督分类方法对福建省地貌形态特征进行分类。实验表明:分类的总体精度可达到78.64%,Kappa系数为0.72,证明地形频谱能量变化的规律可用于指导地形形态自动分类。