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多源地形数据对地形因子计算及土壤侵蚀评价的影响

文献类型:学位论文

作者陆绍娟
答辩日期2020-07
文献子类博士
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心
关键词DEM 数据源 地形因子 土壤侵蚀 汇流面积阈值 降尺度
学位名称农学博士
英文摘要

土壤侵蚀预报模型是定量评价土壤侵蚀的科学依据与技术工具。采用通用土
壤流失方程USLE 或其衍生模型评价区域土壤侵蚀时,地形因子(坡长坡度因子
等)通常使用由地形图或航空运载数据集生成的数字高程模型DEM 估算。DEM
数据精度显著影响计算的地形因子可靠性和准确性,从而极大地影响了土壤侵蚀
评价精度,严重制约了土壤侵蚀模型应用。本论文选取我国五个水蚀二级类型区
(东北黑土区、北方土石山区、西北黄土高原区、西南土石山区和南方红壤丘陵
区)中的小流域作为研究对象,采用数理统计、分位数映射、中国土壤流失方程
CSLE 模型计算等方法,以1:10,000 地形图计算结果为基础,研究分析了四种常
见地形数据源(1:50,000 地形图、30-m ASTER GDEM、30-m 和90-m SRTM DEM)
的DEM 数据质量、提取沟道的汇流面积阈值、地形因子计算差异、坡长坡度因
子降尺度转换,以及土壤侵蚀评价误差,阐明了多源地形数据对地形因子计算及
土壤侵蚀评价的影响。研究结果可为区域土壤侵蚀研究和水土保持规划提供科学
指导。主要研究结果如下:
(1)量化了多源地形数据对地形因子计算的影响。随不同地形数据源DEM
栅格尺寸增加,五个研究区的平均坡度值和平均坡度因子值基本均减小,平均坡
长值和平均坡长因子值基本均增大。在坡度和坡长的共同作用下,平均坡长坡度
因子值基本均减小。在东北黑土区,多源地形数据计算得到的地形因子差异较小,
在其他四个研究区,低精度地形数据源计算得到的平均坡度值降低20% – 63%、
平均坡度因子值降低14% – 65%、平均坡长值增加55% – 397%、平均坡长因子
值增加11% – 50%、平均坡长坡度因子值降低-7% – 46%。
(2)明晰了坡长坡度因子降尺度转换效果。采用指数函数降尺度转换,虽
然在频率域上对坡长坡度因子的修正精度较高,但其在空间域上的修正精度不好。
(3)阐明了多源地形数据对土壤侵蚀评价的影响。随不同地形数据源DEM
栅格尺寸增加,平均土壤侵蚀模数基本呈减小趋势,微度侵蚀所占面积比例基本
呈微弱上升趋势,轻度及其以上侵蚀所占面积比例基本呈微弱下降趋势,其中,
中度及其以上侵蚀所占面积比例降低-287% – 58%。地形因子降尺度转换后,低
精度地形数据源计算的平均土壤侵蚀模数计算误差降低2% – 17%,其中,中度

语种中文
源URL[http://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/9361]  
专题水保所2018届毕业生论文
推荐引用方式
GB/T 7714
陆绍娟. 多源地形数据对地形因子计算及土壤侵蚀评价的影响[D]. 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心. 中国科学院大学. 2020.

入库方式: OAI收割

来源:水土保持研究所

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