基于精細DEM的地形濕度指數(shù)研究.pdf

1、黃土高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失嚴重一直是該地區(qū)備受矚目的重大環(huán)境問題之一，而土壤水分是制約黃土高原地區(qū)生態(tài)修復(fù)重建的限制性因子，因而準確描述該地區(qū)土壤水分的空間分布是尤為重要的。隨著GIS和DEM在水文學中應(yīng)用的日益廣泛，越來越多的研究將地形濕度指數(shù)應(yīng)用到土壤水分空間分布的描述當中，地形濕度指數(shù)可用來定量模擬處于理想狀態(tài)下每點土壤的干濕情況，該指數(shù)In(SCA/tanβ)的物理意義可表達為單位匯水面積以及坡度的復(fù)合函數(shù)。近些年來，隨

2、著高精度DEM數(shù)據(jù)的不斷豐富和數(shù)字地形分析的逐步深入拓寬，TWI的研究與應(yīng)用已得到較大的發(fā)展，但在黃土高原地區(qū)，這方面的研究尚有欠缺，有待進一步拓展，以期為黃土高原的生態(tài)重建土壤水分模擬研究提供一定的參考價值。本文選取黃土高原地區(qū)的燕溝流域和王茂溝流域作為研究樣區(qū)，以高分辨率1m分辨率的DEM為主要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從地形濕度指數(shù)的算法、尺度效應(yīng)以及微地形（梯田）對TWI的影響這三部分著手進行分析研究。結(jié)果表明:(1)在黃土高原區(qū)域，混合流向算

3、法較好的平衡顧及到黃土高原地區(qū)特有的二元地形結(jié)構(gòu)的局部形態(tài)差異，更加合理的模擬地表徑流，描述土壤含水量的空間分布。(2)以1m，5m，10m，15m，20m，25m高精度分辨率的DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，隨著DEM分辨率的降低，坡度值減小，單位匯水面積增大，地形濕度指數(shù)同樣也是增大。(3)梯田的修筑，通過減緩坡度從而使得TWI值增大，起到了蓄水保水的作用，但精度不高的數(shù)據(jù)對梯田信息表達的失真，使得TWI在梯田區(qū)域?qū)ν寥浪帜M存在較大出入。該研