一、地形地貌
山东省地处黄河下游，东临大海，西接华北平原，地理坐标介于北纬34°22.9'至38°24.01'，东经114°47.5'至122°42.3'之间。中部泰沂山脉横亘，地形地貌复杂多样。依据地形特征，可将山东分为鲁中南山地丘陵、鲁东丘陵和鲁西北平原三个地貌区域。
1. 地形地貌分区
- 鲁中南山地丘陵区：以泰山、鲁山、沂山、蒙山等为中心，多山峰海拔超过800米，其中泰山主峰海拔1524米。这些山脉由古老基底片麻岩组成，地势陡峭；而由早古生代碳酸盐岩组成的低山丘陵，则呈现出单面山、桌状山或帽顶状山顶形态。
- 鲁东丘陵区：由胶莱盆地、胶北和胶南低山丘陵构成。胶莱盆地为中新生代沉积，地势平坦，标高在10至300米之间。胶北和胶南低山丘陵主要由变质岩和侵入岩组成，分水岭地带山势较高，周围为海拔400米以下的丘陵山地和准绝高平原。
- 鲁西北平原区：属于华北平原，由黄河冲积物和山前洪积物堆积形成，呈弧形环绕鲁中南丘陵山区北、西两面。地势平坦，标高多在50米以下，西部地区稍高。
2. 遥感地貌解译
山东半岛卫星遥感影像图提供了从705公里外层空间扫描成像的山东半岛数字影像，展现其地理特征。该影像图利用遥感技术，清晰地反映了地形地貌特征，为地貌研究和信息提取提供了丰富资源。
(1) 影像揭示了黄河入海口的冲淤变化，每年有大量泥沙沉积，使黄河三角洲成为沿海造陆最快、土地增加最多的地区之一。
(2) 区分了鲁中南构造侵蚀中低山丘陵区和鲁东剥蚀构造低山丘陵区的不同地质特征，表现为不同的颜色异常和影像纹理。
(3) 展现了地质构造的分布，如沂沭断裂带将山东分为鲁东、鲁西两大部分，并在影像上显示出断裂构造的差异性。
二、气候
山东半岛城市群地区属于暖温带季风气候区，年均气温在11至14℃之间，沿海地区气候潮湿凉爽，内陆则较为干燥。全区多年平均降水量为676.5毫米，降水集中于7至9月，占全年降水量的70%。年际降水变化显著，丰枯比高达2.62倍。空间上，降水分布不均，鲁中南山区降水量最高，半岛地区次之，而鲁西北平原降水最少。
三、河流
山东半岛城市群地区水系丰富，主要河流除黄河外，还包括十余条较大河流和众多中小河流，形成黄河、淮河、海河和鲁东沿海诸河四大水系。黄河水系包括黄河、大汶河等；淮河水系有东加河、西加河、沂河、沭河等；海河水系主要有马颊河、徒骇河等；鲁东沿海水系包括小清河、潍河、白浪河、弥河、淄河、孝妇河、胶莱河、大沽河、五龙河、黄水河、夹河和付疃河等。这些河流多为雨源型，径流量年际变化大，年内分配不均，夏汛期短，枯水期长，有的甚至出现断流现象。
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