我国黄土高原经过200余万年的黄土堆积和搬运,在风力和水力交互作用下,在承袭下伏岩层的古地貌基础之上,按特有的发育模式形成了当今复杂多样且有序分异的地貌形态组合。第四纪以来由于地壳运动、黄土物质组成及气候条件在南北向的有序分异,形成了错综复杂的黄土地貌。深入认识黄土地貌宏观特征及其空间分异规律,对于黄土高原水土保持、生态治理与区域可持续发展具有重要意义。　　 现有的数字地形分析方法以邻域分析和统计分析为主,能较好的描述地形局部特征,然而其基于局部窗口分析方法本质是一种“近视眼”方法,难以反映宏观地貌特征,目前仍缺乏有效的宏观地貌分析方法。本文以流域边界剖面线为切入点,在地学信息图谱和坡谱的理论基础上,创新性的提出了流域边界剖面谱概念,并基于流域边界剖面谱研究陕北黄土高原地貌宏观特征及其空间分异。　　 流域边界剖面谱(Catchment Boundary Profile Spectrum,CBPS)是图形化的流域边界剖面线在不同地貌区域不同流域等级下的有序组合(“图”)及CBPS挖掘的地貌信息及其空间规律(“谱”)的统称。本文以均匀分布于陕北黄土高原的81个地貌样区为空间序列研究样区,以典型黄土地貌下多级嵌套流域为尺度序列研究样区,以1:10000和1:50000DEM为数据源,对流域边界剖面线进行了系统实验。发现流域边界剖面线具有形态稳定、地貌对应、尺度依赖,内涵丰富等特性,明确了其图谱性质,CBPS是地学信息图谱和坡谱理论的延伸。　　 论文的主要内容和结论如下:　　 1.在明确了流域边界剖面谱的基本性质基础上,提出了流域边界剖面谱的概念模型,将流域边界剖面谱划分为狭义和广义两类,并在狭义流域边界剖面谱基础上,归纳其分类体系、实现其基于DEM的提取方法,最后探讨了流域边界剖面谱的影响因素。　　 2.通过解析流域边界剖面谱的形态及其与地貌特征的对应关系,分别从统计特征、形态特征和频率特征三个角度系统构建了流域边界剖面谱的量化指标体系(共18个)及地学含义。并在此基础上实现了基于DEM的流域边界剖面谱量化指标提取。　　 3.基于流域边界剖面谱,挖掘了陕北黄土高原宏观地貌特征及空间分异。主要包括以下两方面:　　 (1)研究了陕北黄土高原典型地貌下流域边界剖面谱的空间序列特征,结果表明流域边界剖面谱量化指标能较好地表达陕北黄土高原不同地貌特征的差异性。进而基于流域边界剖面谱研究整个陕北黄土高原的地貌空间分异特征,归纳出其空间分异特征的五种典型模式:(1)西.东渐变型(2)南.北渐变型(3)单中心扩散型(4)多中心扩散型(5)交错渐变型。以上五种典型模式正是陕北黄土高原宏观地貌特征在不同层面上的表现形式,与黄土高原地势梯度、地形复杂度、地形破碎度、地表粗糙度、地表纹理、形态自相似性、土壤侵蚀强度、地貌发育程度等各方面的空间宏观变化趋势有较强映射关系。　　 (2)研究了陕北黄土高原黄土塬区和黄土丘陵沟壑区流域边界剖面谱的在多级流域下的尺度序列特征。结果表明不同尺度下的流域边界剖面谱,其局部特征保持稳定,体现了流域内的地貌同质性、而其整体特征随着尺度的变化而呈现有规律的变化。不同黄土地貌类型下流域边界剖面谱的尺度变化规律具有相似性。　　 基于DEM的流域边界剖面谱研究是从一个新的视角研究黄土地貌宏观特征和空间分异规律,是地学信息图谱理论应用于黄土高原研究的一次有益实践。研究结果显示,流域边界剖面谱在描述宏观地貌特征上表现出较大的潜力与优势。基于流域边界剖面谱的理论与方法体系,是地学坡谱理论与方法的延伸和发展,进一步完善和丰富了数字地形分析方法,为黄土高原宏观地貌分析提供了参考依据。