本文以黄土高原不同地貌类型区流域为研究对象，综合运用分形理论、地貌学、土壤侵蚀学等理论和GIS技术，开展了流域地貌形态分形特征与空间尺度转换研究，取得如下主要结论： （1） 建立了流域地貌形态综合特征的三维分形信息维数GIS模型，并开发了测算软件。三维分形信息维数有效地克服了二维分形信息维数难以直接表达地貌高程信息的不足，有效地克服了坡度、高差、沟壑密度等仅能表征单一形态特征的不足，综合表达了这些传统地貌因子参数及其相互关系。 （2） 确定了像元尺度、等高距与三维分形信息维数关系，实现了不同等高距的三维分形信息维数相互转换。研究表明：像元尺度的设置以等于一根等高距值为宜；不同区域地貌三维分形信息维数对比分析应以统一像元尺度为前提。三维分形信息维数与地形图等高距之间呈二次多项式关系，利用该关系可以进行不同等高距的三维分形信息维数的相互转换。 （3） 提出了不同空间尺度下地貌形态分形特征的转换方法。建立了黄土高原不同空间尺度下地貌形态三维分形信息维数值与流域面积相互关系，利用此关系可进行地貌形态三维分形信息维数由小尺度向大尺度（正算）和大尺度向小尺度（反算）推算，从而实现不同空间尺度下地貌形态特征的转换。 （4） 揭示了黄土高原不同地貌类型区地貌分形的变化特征。不同典型流域三维分形信息维数值计算结果表明：地貌形态越复杂，三维分形信息维数值越大；反之亦然。具体为：位于高塬沟壑区的南小河沟流域，沟头部分地形复杂度高，其值为2.9402；位于梁峁状丘陵沟壑区的杏子河流域，自上游而下呈现振荡减小变化，其值处于2.7240～2.9276；位于峁状丘陵沟壑区的大理河流域，自上游而下呈现先线性增大后上下振荡变化，其值处于2.1190～2.7141；位于长梁丘陵沟壑区的安家沟流域，总体复杂度不高，其值为1.7792。 （5） 初步建立了次降雨侵蚀产沙模型。建立了黄土高原流域次降雨产沙模数Ms与三维分形信息维数D（I，3）、洪峰流量模数Qm、径流深H之间关系。用西庄、蛇家沟2小流域57场资料检验，平均相对误差为24.8％；基于空间尺度转换下三维分形信息维数预测值，用西庄小流域27场资料检验，平均相对误差为31.2％。