黄土高原典型地貌区不同地形因子计算方法的差异性对比

发布时间：2020-04-13 05:09

【摘要】：本文以黄土高原塬、梁、峁上发育的典型冲沟为研究对象,在Arc GIS平台下,分析讨论了黄土高原不同地形因子(LS)计算方法、不同地貌类型、不同分辨率下LS因子的总体变化特征及土壤侵蚀情况,主要结论如下:1、通过刘宝元算法得到的LS因子值从大到小依次为:梁沟塬沟峁沟。通过Moore算法、Desmet算法得到的LS因子值从大到小依次为:塬沟梁沟峁沟。无论采用什么算法,峁沟得到的LS因子值始终是最小的,但塬沟、梁沟的LS因子值则会随着计算方法的改变而改变,在刘宝元算法中除坡度因子以外,还要考虑坡长因子,所以刘宝元算法中梁沟的侵蚀量大于塬沟的侵蚀量,而Desmet算法、moore算法中除考虑坡度因子以外,主要考虑汇水面积以及单位汇水面积,坡长对LS因子计算的影响没那么直接,所以Desmet算法、moore算法中,塬沟的侵蚀量大于梁沟的侵蚀量。2、与现有研究相比,刘宝元算法的结果与其大致相同;Moore算法的结果与之存在出入,其LS因子值在10~20范围内的最大值和最小值都远离现有研究中37.3%的比例;Desmet算法中得到的面积百分比都低于现有研究中37.3%的比例,与之存在较大差别。可能在于Moore算法和Desmet算法是在国外大量实验的基础上归纳总结的,具有普适性,但对于一些特殊地形地貌并不一定适用,当直接拿来计算中国黄土高原的LS因子时,地域的差异是难以避免的,所以最好对参数进行适当的转换。3、当分辨率降低时,在刘宝元算法、Moore算法和Desmet算法中,LS因子在小值区间所占比例越来越大,在大值区间所占比例越来越小,中间等级所占比例变化不大,原因在于当格网尺寸变大时,每个格网容纳的地形信息变多,一些局部的地形特征被综合,地貌特征被简化,地形变得更平坦,所以LS因子在小值区间所占的比例增加,在大值区间所占的比例减小。4、当分辨率降低时,刘宝元算法中LS因子分级面积比例的损失量的最大值在0~5范围内,Moore和Desmet算法中损失量的最大值出现在5~10和20的范围内,且Desmet算法损失的幅度比Moore算法更大,说明在刘宝元算法中,对分辨率敏感的区间为小值区间,在Moore和Desmet算法中对分辨率敏感的区间主要为大值区间,且Desmet算法的敏感程度大于Moore算法,同理当分辨率降低时,Desmet算法的误差也最大的,其次为Moore算法,误差最小的是刘宝元算法。综上所述,在计算黄土高原的LS因子时,刘宝元算法为首选,其次为Moore算法,最后为Desmet算法。
【图文】：

技术路线图,坡度,计算公式,算法

修正系数 xi,j的计算公式为：xi,j=(sinαi,j+ cosαi,j) （2式中 αi,j为坐标(i,j)处的坡向，，(°)；Desmet 算法中的另外两个参数 m 和 S 的求取，参照修正通用土壤中的算法，m 的计算公式为[43]：m = +1（β 由下式计算:β =sin 0.08963.0(sin )0.8+0.56（2式中 θ 为坡度。坡度因子的计算公式为：S = 10.8 × sin + 0.03 tan < 0.0916.8 × sin 0.50 tan ≥ 0.09（式中 θ 为坡度。技术路线

坡度,坡度分级,区间,坡度标

图 2-1 研究区域Figure 2-1 Study area按照国家统一公布的土壤侵蚀分类分级标准 SL190-2007 将塬沟、梁沟、峁沟三种地貌类型的坡度分为 0°～5°、5°～8°、8°～15°、15°～25°、25°～35°、＞35°共 6 个等级[70]，分级统计特征结果见表 2-1。由表 2-1 可知，峁沟坡度最小，相比塬沟和梁沟，其地形起伏度较小，平均坡度和坡度标准差也小，整体地形由缓到陡依次是梁沟、塬沟。从坡度分级特征来看，塬沟、梁沟、峁沟的坡度分布基本集中在 15°以上，且都有 1 个高值区间，即坡度＞35°的区间，塬沟、梁沟、峁沟中坡度＞35°的区间所占比例分别为 50.45%、41.88%、31.29%；15°以下的坡度在塬沟、梁沟、峁沟中所占比例分别为 19.21%、8.14%、13.38%。表 2-1 实验样区的坡度统计表Table 2-1 Statistics of slope about the study areas典型样区坡度分级百分比（%）平均值标准差≤5° 5°～8° 8°～15° 15°～25° 25°～35° ＞35°
【学位授予单位】：西华师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S157

【参考文献】