峰林峰丛是形态特征最显著的喀斯特地貌类型,峰林峰丛的地表形态是喀斯特发育机理过程的独特映射,是喀斯特形成环境的客观体现。峰林峰丛地貌的形态特征和发育演化规律研究是目前喀斯特地貌研究的重要关注点。前人在峰林峰丛提取与分析方面开展了大量的研究工作,取得了一系列重要成果。但是,由于数据与方法的局限,以往的研究主要集中在对其形态的定性描述及个体细节的刻画,亟待基于现代地理信息技术,在地形与地貌、定性与定量、微观与宏观、表象与机理等综合分析的基础上,构建峰林峰丛地貌形态个体—群体—区域定量描述与科学表达的指标体系与分析方法。据此,本研究以典型实验样区高数据精度数字高程模型(DEM)为基本信息源,综合运用不同地形因子及特征要素对该类地貌形态进行定量描述、提取与系统分析,进而研究喀斯特峰林峰丛在地表三维空间的形态结构特征及空间分异格局,深化对喀斯特峰林峰丛地貌发育及演化规律的认识。本文首先系统分析了峰林峰丛的概念内涵。其次,基于DEM数据,采用数字地形分析方法,构建喀斯特峰林峰丛双层地形模型与峰林峰丛空间关系模型,实现峰林峰丛中独立峰林、连座峰林、峰丛、洼地的提取。再者,从个体形态特征、群体组合特征和空间分布特征等多方面对峰林与峰丛进行对比分析与研究,深化对喀斯特峰林峰丛空间分异规律和发育演化过程的认识。论文的主要研究内容与结论如下:(1)系统阐述了喀斯特峰林峰丛的基本概念内涵、发育演化过程、基本特征、类型划分和表达方法。对峰林峰丛进行深入剖析,从形态特征、水文条件、结构关系、空间尺度、发育模式等角度对其进行了类型划分。提出了峰林峰丛形态特征和空间分异的定量化分析思路。(2)基于高精度DEM数据,设计了一套峰林峰丛提取方法,实现了广西桂林、贵州兴义和云南罗平三个典型喀斯特样区峰林、峰丛、洼地等地形单元的提取。该方法解决了原有研究中峰林、峰丛、洼地边界模糊的问题,改善了提取的效果。(3)设计了基于山顶点、洼地点和鞍部点空间关系的峰林峰丛精细划分方法,提取出独立峰林、连座峰林、峰林平原上的岛状峰丛、峰丛区中的坡立谷型峰林。从三个研究样区的分析结果看,广西桂林地区峰林峰丛混合分布,贵州兴义和云南罗平地区的峰林主要分布在峰丛区的外部。该方法解决了底座相连石峰组成的地形单元的归属问题,为科学研究喀斯特峰林峰丛提供了重要参考。(4)构建了峰林峰丛形态特征定量分析评价指标,从个体形态特征和群体组合特征两个方面对三个研究样区的独立峰林、连座峰林、峰丛、洼地的形态特征进行分析评价。所提出的反映个体形态的平面特征、剖面特征、结构特征评价指标以及反映群体组合的地形粗糙比、点蚀指数、莫兰指数等评价方法和指标,在定量描述峰林峰丛形态特征方面具有较好的效果。多种分析评价指标显示三个研究区峰林峰丛在个体形态和组合特征上均有差异,其中贵州兴义和云南罗平的峰林峰丛较为相似,而桂林的峰林峰丛与它们差异较大。(5)探究了不同研究区峰林峰丛的空间聚集尺度和空间分异格局,结果表明峰林峰丛具有显著的区域差异性。峰林峰丛所处的发育阶段越老,其空间聚集特征越显著性,最佳聚类分析尺度也越大,峰林区域与峰丛洼地区域地貌空间分布差异性越明显。峰林峰丛洼地的面积高程积分值和积分曲线显示出各地区峰林峰丛的发育演化模式并不相同。广西桂林地区峰林峰丛各自同时发育演化,贵州兴义和云南罗平则遵循峰丛到峰林的演化序列关系。本研究也是基于DEM数据进行喀斯特地貌研究的一次重要尝试,所提出的一套基于DEM的峰林峰丛地貌分析的新模式与新方法,既是DEM数字地形分析方法的创新实践,又是GIS空间分析方法在数字地貌研究中的有益探索。