黄土丘陵沟壑区沟谷线提取及其区域差异性研究

发布时间：2020-07-19 06:03

【摘要】：黄土高原地区土壤侵蚀严重,一向备受诸多国内外学者重点关注。侵蚀沟谷作为土壤侵蚀形成的产物,构成了千沟万壑纵横分布的黄土主体地貌,是表征黄土侵蚀过程的重要载体,当前研究基于侵蚀沟谷对黄土高原地区的土壤侵蚀问题进行了一系列的探索,取得了丰硕的成果。本文以线状侵蚀沟谷—沟谷线为对象,对黄土丘陵沟壑区沟谷线的提取方法和沟谷区域差异性特征进行了深入的研究,并取得了一定的成果,可为黄土区土壤侵蚀的进一步探索提供帮助。以黄土丘陵沟壑区的王茂沟流域、燕沟流域和南小河沟流域为研究样区,以三个样区的5m DEM数据和高分影像为数据源,进行了沟谷线的提取。以沟谷长度、沟谷密度等为沟谷特征量化指标,对黄土沟谷区域差异性成因进行了分析,探究了地形因素和地表物质因素与沟谷分布的关系及其对沟谷发育的影响机制。得到结论:(1)针对传统基于水文学原理提取出的沟谷线结果中存在大量的断线、伪沟谷、平行河网等问题,本研究在其基础上设计了优化提取思路,具体包括:利用Agree算法+D8算法进行DEM流向的提取,以流域内沟头点的汇水面积平均值为阈值进行沟谷线提取,加入后处理环节等关键技术点,最终取得了精度较高的提取结果,实现了沟谷线的优化提取。(2)在黄土丘陵沟壑区,沟谷发育强度并不是完全随坡度呈增高趋势的,坡度到达45°左右后反而会大幅降低,15°~35°的坡度区间是沟谷发育最为强烈的区域;沟谷发育对坡形的依赖相当显著,凹形坡是其发育的最主要场所,直形坡区域发育了一定数量的高级别沟谷,凸形坡范围内基本无沟谷发育;除河道区域外,沟谷密度随坡长的增大而增大,坡长150m后其增幅变大;随着地形湿度指数(TWI)的增加,沟谷分布呈先增大后减小变化规律,3~10的TWI值区间为低级沟谷分布最多的区域,也是目前沟谷侵蚀最为发育的地区。(3)在燕沟流域中,黄绵土是抗蚀性最差的土壤,侵蚀沟谷分布最多的地表覆盖类型为灌木林地、一般农地、其他林地和天然牧草地,多发育低级别沟谷,有林地、梯田和人工牧草地区域中沟谷分布较少,梯田、人工林草种植工程是治理和减缓土壤侵蚀十分有效的措施之一。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S157.1
【图文】：

但其周边受侵蚀影响较为破碎。本研究选取的流域范围约为 28 km2。图 2.1 研究样区位置示意图2.1.2 数据基础研究所用的基础数据具体如下表 2.1 所示。表 2.1 基础数据一览表数据类型 分辨率/比例尺 研究样区 主要用途DEM 数据 5 m王茂沟流域提取沟谷线、辅助提取沟沿线、提取地形特征因子燕沟流域南小河沟流域纵横无人机航拍影像 0.2 m 王茂沟流域Wordview-3 影像 0.5 m 燕沟流域绘制沟沿线、沟底线Google Earth 影像 1m 南小河沟流域矢量土壤分布数据 燕沟流域 土壤类型统计矢量土地变更调查数据 1:10000 燕沟流域 地表覆盖类型统计

研究样区DEM图

技术路线图

【参考文献】

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本文编号：2762025