基于“3S”技術的溝蝕研究方法構建與應用——以長江上游長山嶺地區(qū)為例.pdf

1、本文以沖溝侵蝕廣泛分布的長江上游長山嶺地區(qū)為試驗樣區(qū)，試圖建立一種基于“3S”技術研究溝蝕的新方法，并應用此方法研究我國長江上游地區(qū)溝蝕的時空分布格局、溝蝕發(fā)生的地貌臨界條件及其與土地利用變化的關系，所取得的研究結果將為長江上游山地景觀土地的合理利用、植被恢復與環(huán)境重建提供技術支撐。通過三年的研究工作，獲得了如下主要結論： 1.建立了基于RTK-GPS監(jiān)測技術的DEM提取溝蝕參數(shù)的方法。研究認為：(1)RTK-GPS測量技術可以

2、很好地滿足沖溝侵蝕研究需要。(2)5m的GPS測量間距是長江上游地區(qū)描述地形的理想尺度，可以滿足切溝和沖溝研究的需要。當研究對象為細溝、淺溝時，應選擇3m及3m以下的測量間距。(3)Kriging插值法是長江上游地區(qū)小流域和沖溝系統(tǒng)DEM建立的最佳方法，1m的空間分辨率是長江上游地區(qū)描述地形的理想分辨率，可以滿足切溝和沖溝的研究需要。(4)基于坡度變異和剖面曲率極值提取沖溝參數(shù)方法是可行的，與實測沖溝參數(shù)差異較小。 2.通過與基

3、于RTK-GPS監(jiān)測技術的DEM提取的溝蝕參數(shù)比較，研究、評價了航片判讀、航片提取DEM和數(shù)字化地形圖等三種方法提取的溝蝕參數(shù)的適用性，引進了確定沖溝溝長和溝谷面積的修正參數(shù)。結果表明：(1)基于航片判讀提取溝蝕參數(shù)是切實可行的，并引進修正參數(shù)，Capi.gl=1.16和Capi.ga=1.42用來修正基于航片判讀提取的沖溝系統(tǒng)的溝長和溝谷面積。(2)基于航片建立的DEM提取溝蝕參數(shù)在理論上是可行的，并引進修正參數(shù)，Capdem.gl=

4、1.34和Capdem.ga=1.24用來修正基于航片建立DEM提取的沖溝系統(tǒng)的溝長和溝谷面積。(3)通過數(shù)字化馬家松坡小流域地形圖建立DEM，提取沖溝系統(tǒng)，并與實測沖溝系統(tǒng)進行對比分析，得出數(shù)字化地形圖提取沖溝參數(shù)的方法是切實可行的。并引進修正參數(shù)，Cmap.gl=1.51和Cmap.ga=1.47用來修正基于數(shù)字化地形圖建立DEM法提取的沖溝系統(tǒng)的溝長和溝谷面積。(4)在以溝壑密度作為主要評價因子的溝蝕研究中，航片判讀方法較其它兩種

5、方法更適合本區(qū)域內的溝蝕研究。 3.應用建立的基于RTK-GPS的DEM技術和引進的航片判讀修正參數(shù)，評價了馬家松坡和長山嶺地區(qū)的沖溝分布格局及其與土地利用變化的關系。結果表明：(1)沖溝體積與溝長、溝谷面積具有非常顯著的相關性，與溝寬和溝深相關性較好。(2)馬家松坡小流域沖溝系統(tǒng)溝壑密度為6.69km/km2，屬于極強度侵蝕。1979～2000年期間，馬家松坡小流域因沖溝侵蝕導致的土壤流失量大約為1.65萬t，沖溝年平均侵蝕速

6、率為25.59t/ha。(3)長山嶺地區(qū)面積為799.67ha，溝壑密度為8.58km/km2，屬于劇烈侵蝕。1979～2000年期間，新發(fā)育了12條沖溝，因沖溝侵蝕導致的土壤流失量大約為63.23萬t，沖溝年平均侵蝕速率為37.65t/ha。(4)土地利用類型及其變化對沖溝蝕侵蝕有較大影響。當土地利用由林地變更為農地時，溝蝕的發(fā)生演化速率明顯大于林地沖溝系統(tǒng)，表明人類活動加速了山地沖溝的發(fā)育。 4.根據(jù)建立的基于RTK-GPS