数字高程模型是地理信息系统空间数据基础设施的重要数据。由于数字高程模型适合于计算机自动化和数字化处理，且蕴含了大量丰富的地形信息，因此不仅能进行复杂地表形态的描述和流域水系的模拟，而且也可以为各种地形参数和流域特征的提取和分析提供方便高效的处理方法。但数字高程模型应用于流域水文的研究方面存在着尺度和精度上的矛盾。高分辨率的DEM可以详尽地描述地形，但受计算机存储容量和数据源制约应用困难；而低分辨率DEM影响流域特征的准确提取。因此研究不同尺度的DEM对流域特征的精度影响规律，既可以为合适尺度DEM的选择提供依据，也可以为尺度转换奠定基础。本文以福建省九龙江流域为研究区域，以数字地形分析技术为支持，结合空间分析和数理统计方法，进行基于数字高程模型的多尺度流域特征的自动化提取研究。主要研究内容如下：(1)基于数字高程模型的流域水系和流域特征提取研究。首先从DEM数据组织结构角度总结了基于DEM提取数字水系的相关理论和算法，重点探讨了格网DEM预处理和流向判断两个关键问题的研究现状。在此基础上，以九龙江流域1：5万DEM为源数据，采用数字地形分析技术，结合ArcGIS的水文模块进行水系和流域特征的提取。(2)研究集水面积阈值对流域水系提取的影响。首先提取不同集水面积阈值下的流域水系，采用网格分维计算方法，计算不同阈值下的流域水系的分维数。通过分析阈值对分维数的影响，得到二者的拟合方程。可以据实际水系的分维数，进行数字化水系中集水面积阈值的准确确定，提高水系提取效果，避免主观性和随意性。(3)多尺度流域特征的尺度效应研究。利用重采样的DEM数据进行不同分辨率的流域坡度、地形指数、河网密度等流域特征的提取，研究不同尺度DEM对流域特征的影响。应用空间统计方法和数理统计方法分析多尺度流域特征变化规律。