区域土壤侵蚀地形指标研究

论文摘要

区域尺度的土壤侵蚀研究是在坡面与小流域的土壤侵蚀研究中发展起来的。不同尺度的土壤侵蚀研究其服务的对象也不一样。因此,这也促使研究对象扩大到县域范围或者更大的区域,乃至全国范围。大量前人的研究表明,坡面和小流域尺度的地形指标不再适合区域尺度的地形对土壤侵蚀的影响,因此研究区域尺度的地形指标具有很高的科学研究价值和社会效益。本文选择我国水土流失严重的四个典型样区西北黄土高原区安塞县、东北黑土区黑龙江宾县、四川岩溶紫色土壤区盐亭县和南方红壤丘陵区的江西兴国县为研究样区,从影响区域水土流失常用的宏观地形指标出发,重点分析这些地形指标提取的原理与方法,比较它们在反映区域地形地貌特征上各自的优缺点,改进前期提出的“侵蚀势能”指标,并结合前人的研究成果,以高精度数据提取的LS因子作为区域土壤侵蚀地形分量的参考标准,分析侵蚀势能作为区域水土流失地形指标在不同样区的适用性。具体如下：1、区域地形指标反映的地貌特征常常是某一邻域范围内所有高程点的综合影响。因此,在进行区域地形指标提取与分析前必须研究最佳分析窗口的选择问题。最佳分析窗口的确定是地形指标提取的关键。本文采用迭代的方法,以两个栅格大小为迭代步长,分析地形起伏度与最佳分析窗口的关系,最终推导出每个样区地形指标的最佳分析窗口。2、改进侵蚀势能指标以提高它的适应程度。3、通过计算地形指标与LS因子的相关系数,分析它们与地形分量的相关性,得出改进的侵蚀势能与LS因子的相关程度最高,可作为区域尺度水土流失的关键地形因子。在上述研究基础上制作全国90m分辨率的侵蚀势能图。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 基于小区模拟试验的地形指标研究
• 1.2.2 基于栅格邻域统计的地形指标研究
• 1.3 存在问题
• 1.4 主要研究工作
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究方法与技术路线
• 1.4.4 拟解决的关键问题
• 1.5 论文组织结构
• 第二章 研究基础
• 2.1 理论基础
• 2.1.1 DEM栅格数据空间分析
• 2.1.2 相关性分析理论
• 2.2 数据基础
• 2.2.1 样区概述
• 2.2.2 研究区域数据
• 第三章 区域土壤侵蚀的地形指标提取方法研究
• 3.1 地形起伏度
• 3.1.1 地形起伏度提取的原理与方法
• 3.1.2 地形起伏度提取的结果与分析
• 3.2 地表切割深度
• 3.2.1 地表切割深度提取的原理与方法
• 3.2.2 地表切割深度提取的结果与分析
• 3.3 高程变异系数
• 3.3.1 高程变异系数提取的原理与方法
• 3.3.2 高程变异系数提取的结果与分析
• 3.4 侵蚀势能
• 3.4.1 侵蚀势能提取的原理与方法
• 3.4.2 侵蚀势能的改进
• 3.4.3 侵蚀势能提取的结果与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 区域土壤侵蚀地形指标适应性研究
• 4.1 地形指标的相关性分析
• 4.1.1 30m分辨率DEM数据LS因子的提取
• 4.1.2 区域地形指标与LS因子的相关性分析
• 4.2 样区地形指标适应性分析
• 第五章 主要结论与展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 讨论与展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果
• 致谢