高度定量化是当今科学进展的趋向和潮流，地貌学理论发展和生产实践也同样迫切地需要加强计量地貌研究。然而，由于地貌现象的复杂性、地貌数据的庞大以及研究思路、手段、方法的陈旧等多方面的原因，目前地貌研究定量化程度总体来说还是相当低的。

　　GIS的强大数据管理、分析计算功能为地貌定量研究提供了有力的支持，建立地貌信息系统是定量地貌研究的一个重要而有效的发展途径，其必要性和必然性表现在：

　　（1）地理信息系统是信息科学、系统科学的产物，又是以“三论”为指导的分析方法和手段。与GIS结合的定量地貌研究是“三论”引入地貌学的落实和交叉学科发展的生长点，这种结合不仅是对地貌学的发展的促进，也是对GIS的完善。

　　（2）由于地貌空间数据数量的庞大、要素复杂众多，许多地貌形态量算工作往往难以实施，传统分析工作只能十分粗略地近似求解，甚至无法进行。引入地理信息系统的空间指标量算功能通过建立模型和模型运算使上述问题能较灵活、方便地得以解决，并可在此基础上分析模拟地貌过程，深入研究地貌作用规律和综合评价其影响效应。

　　（3）采用计算机辅助制图技术，改革传统地貌制图工艺，可补充和充实地貌图件的种类与内容，增强其表现能力，同时提高生产时效，降低成本。这不仅能推动地貌制图方法本身的发展，还能促进地貌图的实用化发展。

　　具体实现步骤和内容归纳为：

　　①研究地貌信息内涵和地貌系统的特点。

　　②根据地貌信息及其分析方法的特点，结合GISTools建立地貌信息专题分析系统。

　　③在地貌信息系统的支持下，建立综合的定量地貌分析模型，利用尽可能多的信息源，分析地貌信息流及其相关物质流、能量流规律，研究地貌形态、物质组成、成因机制、分布特征、发生发展规律及其对人类生产、生活环境的影响作用。

　　④开发机制地貌制图系统作为地貌信息系统的输出系统，将以上的分析结果高效而又生动客观地编制成各种平面或立体的地貌分析图件，实现现代地貌制图计算机的自动化，将在资源开发、环境整治、生产建设的实际目标中发挥更大的作用。

　　1988年至1992年，北京大学邬伦、任伏虎、王乃樑、韩慕康等在国家自然科学基金资助下进行该方面的探索，达到一定水平。

一、地貌信息的内涵、地貌系统的特点与分析方法

　　地貌是地壳表层内外营力共同作用到某一发展阶段所形成的三维地表形态，是内、外营力，介质性质和时间的函数，可表述如下：

　　M=F（x，y，z，Fi，Fe，m，t）（9－30）

　　其中M表示地貌形态；F表示内外营力对地表的作用；x，y，z为空间坐标；Fi表示内营力；Fe表示外营力；m表示构成地貌的介质性质，包括岩性与构造两个方面；t表示作用时间。

　　内外营力的类型、强度、作用方式、介质性质与作用时间的不同组合，直接影响着地表形态特征。也就是说，在地貌信息中蕴含着归属不同内外营力和不同发展阶段的特征地貌信息，以此为信息源，提取所需各种特征参数进行复合分析，可以得到不同专题的综合评价结果。

　　地貌系统是一个开放性的动态系统，是由各种地貌形态类型和要素构成的复杂综合体。它不仅在内部各子系统之间进行着物质、能量和信息流的迁移和转化，而且在系统与外部环境之间也进行着物质、能量和信息流的交换，从而形成一个复杂的物质、能量和信息的传递网络。地貌系统总处于输入—转换—输出的动态过程中，即经常有能量自源区经系统流向耗散区，使系统出现导致有序化的熵减过程，从而具有一定的结构性和相应的熵位，存贮容量和自调节能力。地貌的发展、发生和演化，实质上就是在地貌系统外部环境能量流内、外营力作用下，构成地貌要素的地表物质经历的变形变位（抬升、断错等）分离组合（侵蚀、搬运、堆积等）的复杂物质流传输过程。由于地貌物质传输过程与热力学传导有相似性，许多地貌演化模型，如斜坡演化模型（Scheidegger，1961；Hirano，1968）都是热传导方程的形式：
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