等高耕作微地形面积高程积分谱系研究
发布时间：2020-12-16 07:58
坡面水蚀过程是一种复杂的多重尺度地理界面过程。微地形尺度坡面水蚀过程定量化研究已成为当今土壤侵蚀学科研究的热点问题。面积高程积分作为一种常用的地貌定量化指标,被广泛地应用于地貌侵蚀发育研究之中。基于地形特征因子开展面积高程积分研究已在黄土高原流域尺度进行初步尝试,为在微地形尺度开展地形特征因子面积高程积分的定量化研究提供有力的科学依据,也为微地形条件下开展相关研究提供了参考和思路。本文基于三维激光扫描仪获取90 mm/h雨强、等高耕作措施下不同坡度（5°、10°、15°和20°）各侵蚀阶段（溅蚀、片蚀、面蚀、细沟、细沟后半小时和细沟后一小时）的高程点云数据,经过抽稀插值得到对应的高精度DEM数据（分辨率为0.006 m）。以高精度DEM为基础数据源,针对不同坡度的各侵蚀阶段,通过三种不同的方法计算其对应的面积高程积分值,并经过验证分析选取最优计算方法。在此基础上,基于高程分级与DEM分辨率探讨微地形面积高程积分的提取尺度效应,最终构建各地形因子的面积高程积分谱系。论文研究主要结论如下:（1）不同坡度各侵蚀阶段样本单元面积高程积分值的均方根误差与绝对误差和均表现为积分曲线法<起伏比...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
流域面积高程积分细分与曲线示意图
图 2.1 技术路线图Figure 2.1 Theschematic diagram of technical route设计布设土壤来自陕西省杨凌区 0~20cm坡耕地表层塿土，土壤前期土地利陵区位于黄土高原南部边缘、鄂尔多斯地台南端的渭河地堑（107.54.20°N）。区内海拔 435~563m，年降水量 635.1~663.9mm，年均气温风半湿润气候区，年降雨分布较不均匀，多集中于夏季。土壤的
该方法是 Pike 和 Wilson（1971）通过数学公式推导得出，主要是将研究区的高程起伏比看作研究区面积高程积分值的简要估算方法。由于该算法操作步骤简便，数值较为精确，近年来受到广泛采用，公式为：mean min max minHI (DEM -DEM )（ D EM -DEM） （2.5）DEMmean表示区域高程平均值；DEMmax表示区域高程最大值；DEMmin表示区域高程最小值。基于 ArcGIS 的 SpatialAnalyst 模块之中的 Zonalstatistics 工具，提取不同坡度下各个侵蚀阶段的 DEM 的最大值、最小值及平均值，根据公式（2.5）获取面积高程积分值。2.3.1.2 验证分析利用三种方法计算得出的面积高程积分值存在一定的不确定性。为此，本实验基于四种坡度下各侵蚀阶段对应的 DEM 值，依据其侵蚀河网发育趋势划分 10 个单元格（0.12m× 0.12m），以 5°、10°、15°、20°坡细沟后一小时的汇流累积量显示图为例，如图 2.2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于不同DEM分辨率黄冈市的面积高程积分分析[J]. 黎武,王汝兰,徐珍,贺春明. 环保科技. 2017(03)
[2]元谋干热河谷区面积高程积分分析[J]. 丁琳,张斌,邓青春,向卫,刘辉,冯玉祥,杨海青. 西华师范大学学报(自然科学版). 2016(02)
[3]降雨条件下坡面细沟侵蚀模型及临界坡度研究[J]. 李军鹏,董卫国,孟惠芳,贾梦雪. 灾害学. 2016(01)
[4]面积高程积分值计算方法的比较[J]. 常直杨,王建,白世彪,张志刚. 干旱区资源与环境. 2015(03)
[5]北天山乌鲁木齐河流域面积-高程积分及其地貌意义[J]. 张天琪,王振,张晓明,胡胜,吕红华,郑祥民. 第四纪研究. 2015 (01)
[6]基于ASTER GDEM的延河流域水系提取及面积高程积分研究[J]. 昌小莉,周杨,罗明良. 资源开发与市场. 2014(12)
[7]龙门山中段山前河流Hack剖面和面积-高程积分的构造地貌研究[J]. 赵国华,李勇,颜照坤,闫亮,李敬波,梁明剑,马超,郑立龙. 第四纪研究. 2014(02)
[8]基于DEM的黄土高原(重点流失区)地貌演化的继承性研究[J]. 熊礼阳,汤国安,袁宝印,陆中臣,李发源,张磊. 中国科学:地球科学. 2014(02)
[9]空间自相关分析在面积高程积分中的应用[J]. 常直杨,王建,白世彪,张志刚. 山地学报. 2014(01)
[10]坡耕地上耕作形成的微地形复杂度特征与分析[J]. 贾腾斌,吴发启,赵龙山,王林华. 水土保持学报. 2013(04)
博士论文
[1]基于DEM的黄土高原流域面积高程积分谱系研究[D]. 祝士杰.南京师范大学 2013
[2]基于DEM的黄土高原正负地形及空间分异研究[D]. 周毅.南京师范大学 2011
硕士论文
[1]黄土人工掏挖坡耕地地表微地形侵蚀分形特征研究[D]. 张慧荟.西北农林科技大学 2017
[2]基于高精度DEM的水蚀发育过程中黄土微地形变化特征[D]. 塔娜.西北农林科技大学 2016
[3]黄土高原典型小流域地貌发育阶段定量表征[D]. 王辉源.西北大学 2014
[4]基于DEM的地形特征提取算法研究及应用[D]. 易炜.西安建筑科技大学 2012
[5]基于DEM的地形信息提取与景观空间格局分析[D]. 王妍.西南大学 2006
[6]基于DEM的陕北黄土高原地面坡谱不确定性研究[D]. 王春.西北大学 2005
本文编号：2919816
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
流域面积高程积分细分与曲线示意图
图 2.1 技术路线图Figure 2.1 Theschematic diagram of technical route设计布设土壤来自陕西省杨凌区 0~20cm坡耕地表层塿土，土壤前期土地利陵区位于黄土高原南部边缘、鄂尔多斯地台南端的渭河地堑（107.54.20°N）。区内海拔 435~563m，年降水量 635.1~663.9mm，年均气温风半湿润气候区，年降雨分布较不均匀，多集中于夏季。土壤的
该方法是 Pike 和 Wilson（1971）通过数学公式推导得出，主要是将研究区的高程起伏比看作研究区面积高程积分值的简要估算方法。由于该算法操作步骤简便，数值较为精确，近年来受到广泛采用，公式为：mean min max minHI (DEM -DEM )（ D EM -DEM） （2.5）DEMmean表示区域高程平均值；DEMmax表示区域高程最大值；DEMmin表示区域高程最小值。基于 ArcGIS 的 SpatialAnalyst 模块之中的 Zonalstatistics 工具，提取不同坡度下各个侵蚀阶段的 DEM 的最大值、最小值及平均值，根据公式（2.5）获取面积高程积分值。2.3.1.2 验证分析利用三种方法计算得出的面积高程积分值存在一定的不确定性。为此，本实验基于四种坡度下各侵蚀阶段对应的 DEM 值，依据其侵蚀河网发育趋势划分 10 个单元格（0.12m× 0.12m），以 5°、10°、15°、20°坡细沟后一小时的汇流累积量显示图为例，如图 2.2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于不同DEM分辨率黄冈市的面积高程积分分析[J]. 黎武,王汝兰,徐珍,贺春明. 环保科技. 2017(03)
[2]元谋干热河谷区面积高程积分分析[J]. 丁琳,张斌,邓青春,向卫,刘辉,冯玉祥,杨海青. 西华师范大学学报(自然科学版). 2016(02)
[3]降雨条件下坡面细沟侵蚀模型及临界坡度研究[J]. 李军鹏,董卫国,孟惠芳,贾梦雪. 灾害学. 2016(01)
[4]面积高程积分值计算方法的比较[J]. 常直杨,王建,白世彪,张志刚. 干旱区资源与环境. 2015(03)
[5]北天山乌鲁木齐河流域面积-高程积分及其地貌意义[J]. 张天琪,王振,张晓明,胡胜,吕红华,郑祥民. 第四纪研究. 2015 (01)
[6]基于ASTER GDEM的延河流域水系提取及面积高程积分研究[J]. 昌小莉,周杨,罗明良. 资源开发与市场. 2014(12)
[7]龙门山中段山前河流Hack剖面和面积-高程积分的构造地貌研究[J]. 赵国华,李勇,颜照坤,闫亮,李敬波,梁明剑,马超,郑立龙. 第四纪研究. 2014(02)
[8]基于DEM的黄土高原(重点流失区)地貌演化的继承性研究[J]. 熊礼阳,汤国安,袁宝印,陆中臣,李发源,张磊. 中国科学:地球科学. 2014(02)
[9]空间自相关分析在面积高程积分中的应用[J]. 常直杨,王建,白世彪,张志刚. 山地学报. 2014(01)
[10]坡耕地上耕作形成的微地形复杂度特征与分析[J]. 贾腾斌,吴发启,赵龙山,王林华. 水土保持学报. 2013(04)
博士论文
[1]基于DEM的黄土高原流域面积高程积分谱系研究[D]. 祝士杰.南京师范大学 2013
[2]基于DEM的黄土高原正负地形及空间分异研究[D]. 周毅.南京师范大学 2011
硕士论文
[1]黄土人工掏挖坡耕地地表微地形侵蚀分形特征研究[D]. 张慧荟.西北农林科技大学 2017
[2]基于高精度DEM的水蚀发育过程中黄土微地形变化特征[D]. 塔娜.西北农林科技大学 2016
[3]黄土高原典型小流域地貌发育阶段定量表征[D]. 王辉源.西北大学 2014
[4]基于DEM的地形特征提取算法研究及应用[D]. 易炜.西安建筑科技大学 2012
[5]基于DEM的地形信息提取与景观空间格局分析[D]. 王妍.西南大学 2006
[6]基于DEM的陕北黄土高原地面坡谱不确定性研究[D]. 王春.西北大学 2005
本文编号：2919816
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