【摘要】：中國是世界上土壤侵蝕最嚴(yán)重的國家之一,尤其是黃土高原地區(qū)。坡度和坡長等是影響土壤侵蝕的主要地形因素。在流域和區(qū)域尺度上,地形因子多基于DEM來提取。但是目前的DEM數(shù)據(jù)大多模擬的是光滑、連續(xù)的自然地表。即使在新一代的航測DEM中,也較少考慮采集諸如田坎、梯田這類普遍存在的自然或人工突變地形信息。但實際上,在水土流失區(qū),特別是黃土高原地區(qū),多年的治理和建設(shè)過程中,修筑了大面積梯田,極大的改變了地表微形態(tài),進(jìn)而使地表坡度、徑流路徑和匯流方式發(fā)生改變,影響到土壤侵蝕強度。如何將梯田信息有效地嵌入DEM中,并探索在近似“水平”的梯田田面上,水流的匯流方式和水流的匯流路徑,是坡長等地形因子提取及土壤侵蝕定量評價亟待解決的問題。本研究得到以下成果：(1)基于真實田坎信息的梯田DEM構(gòu)建方法。以1：1萬5米DEM數(shù)據(jù)、2.5米SPOT遙感影像及RTK野外實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在遙感影像梯田范圍內(nèi)提取兩組特征線并為其賦高程值,然后以兩組特征線作為內(nèi)插屬性,構(gòu)建TIN,再將TIN轉(zhuǎn)換成柵格DEM。該方法和快速構(gòu)建梯田DEM方法相比,能夠更為真實的表達(dá)梯田田坎位置,避免了快速構(gòu)建梯田DEM方法田坎高度相等的缺陷。(2)研究梯田DEM(水平梯田)水文分析數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法。針對水平梯田田塊高程相等,匯流無方向,特對其進(jìn)行預(yù)處理。將RTK野外采集的田面水流溝道特征點連接成田面流路,且引入主河道。通過AGREE算法,利用田面流路對梯田DEM進(jìn)行預(yù)處理,為進(jìn)一步利用水文分析提供數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。(3)梯田DEM的填洼算法及流向算法的實現(xiàn)。利用C#語言實現(xiàn)JD算法和MG算法,分別對預(yù)處理好的梯田DEM進(jìn)行填洼：利用C#語言實現(xiàn)D8算法和MFD-md算法,分別對填洼好的梯田DEM進(jìn)行流向矩陣和流量累積量的提取。再比較不同集水面積閾值條件下,不同的填洼算法與流向算法提取溝道情況,驗證構(gòu)建的梯田DEM水流模擬功能模塊的實際應(yīng)用效果。同時通過對比分析得出：利用MG算法填洼處理、MFD-md算法確定流向,得到的溝道提取結(jié)果更為合理。該研究不但填補了含有梯田信息DEM中水流模擬研究的空白,而且為基于過程的土壤侵蝕定量研究提供基礎(chǔ)。
【圖文】：

據(jù)的可獲取性、完整性，實驗樣區(qū)選取的是陜西省黃龍縣縣城西北部。逡逑黃龍縣位于陜西省延安市東南部。是典型的黃土高原丘陵溝壑區(qū)，也是陜西逡逑渭北旱原與陜北黃土高原的過渡地帶，屬陜西秦嶺以北不可多得的半濕潤暖溫帶逡逑氣候區(qū)。黃龍轄區(qū)地處東經(jīng)１０９°邋３８＇邋４９＂至１１０°邋１６＇邋４９＂，北諱３５°邋２４＇邋０９＂逡逑至３６°邋０２＇邋１１＂之間，最高海拔１７８３．５米，最低海拔６４３．７米，南北長約６４公逡逑里，東西寬約５３公里，境內(nèi)縣城西北部梯田分布廣泛。逡逑２．１．２數(shù)據(jù)基礎(chǔ)逡逑本研宄的資料基礎(chǔ)包括：（１）陜西省延安市黃龍縣國家基礎(chǔ)比例尺１：邋１萬逡逑ＤＬＧ數(shù)據(jù)，其中包括等高線資料層、高程點數(shù)據(jù)層及水系數(shù)據(jù)層；黃龍縣２．５逡逑米ＳＰＯＴ遙感影像數(shù)據(jù)；１：邋１萬ＤＥＭ數(shù)據(jù)。（２）邋ＧＰＳ邋ＲＴＫ野外實測田面高程逡逑點數(shù)據(jù)，選擇的研宄區(qū)是由三塊完整梯田組成的小流域。逡逑

米ＳＰＯＴ遙感影像數(shù)據(jù)；１：邋１萬ＤＥＭ數(shù)據(jù)。（２）邋ＧＰＳ邋ＲＴＫ野外實測田面高程逡逑點數(shù)據(jù)，，選擇的研宄區(qū)是由三塊完整梯田組成的小流域。逡逑圖２．１黃龍縣梯田逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｔｅｒｒａｃｅｓ邋ｏｆ邋ｈｕａｎｇｌｏｎｇ邋ｃｏｕｎｔｙ逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S284

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本文編號：2710158