随着高分辨率海底地形探测技术的进步,海山地貌特征分析已成为海底地貌学中的研究热点,且具有重要的科学意义。然而,目前对海山地形地貌的研究仍停留在定性或半定量程度,鲜有对海山的粗糙度及多尺度特征的讨论。基于高分辨率DEM数据,本研究对位于西太平洋卡罗琳海脊上的平顶海山M4进行了地貌学分类,并应用频谱分析和多重分形去趋势扰动分析（MFDFA）方法对其粗糙度及多尺度特征进行了分析。结果显示平顶海山M4具有0.3～1km和7～20km两个特征尺度,小特征尺度下的地形粗糙度与地形的坡度相关。M4的地形具有多重分形性,且多重分形强度因剖面位置的不同而改变。其多重分形谱的形态参数（最大奇异性指数α0、谱宽度W和对称性指数B）可以较好地描述地形的多尺度特征。平顶海山及具有平坦顶面的海底台地使地形剖面具有较大的α0,对于具有强烈小尺度扰动（如冲沟地貌）的地形剖面,其多重分形谱的B偏负。结合M4附近另一座海山M2、50座陆地火山和15座火星火山的DEM数据,本研究对不同地质环境中形成的火山地貌进行了类比分析。地球火山（包括海山与陆地火山）底面宽度d与高度h之间满足线性关系h=0.08d+1.72,且具有类似的特征尺度。MFDFA的结果显示,海山与火星火山具有相似的α0;而海山与陆地火山具有相似的W,且二者的赫斯特指数H与坡度标准差σs之间具有线性关系σs=-8.46H+16。产生这些现象的原因可能与不同环境中沉积-侵蚀作用的差异有关。