【摘要】：吉林省中西部黑土區(qū)是吉林省最肥沃的土地資源,但隨著人類活動(dòng)和環(huán)境變化原因,導(dǎo)致黑土區(qū)土壤侵蝕比較嚴(yán)重,而其中最主要的是溝蝕作用,溝蝕產(chǎn)生的侵蝕溝嚴(yán)重破壞耕地完整性和面積。因此,對(duì)侵蝕溝的提取和監(jiān)測(cè)十分有必要。而在侵蝕溝的研究中,大部分是基于目視解譯的方式,對(duì)自動(dòng)提取方法的探索較少。本文基于高分一號(hào)的兩種分辨率遙感影像,融合地形數(shù)據(jù),以吉林省黑土區(qū)中部為研究樣區(qū),分別從大區(qū)域和小區(qū)域尺度進(jìn)行侵蝕溝自動(dòng)提取的研究探索,設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)提取方案,為相關(guān)領(lǐng)域研究提供了經(jīng)驗(yàn),為吉林省黑土區(qū)水土保持工作提供技術(shù)支持。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)闡述了侵蝕溝的概念和類型劃分體系,分析了東北黑土區(qū)侵蝕溝的發(fā)育機(jī)理和分布特征,對(duì)現(xiàn)有的侵蝕溝國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié),提出了自動(dòng)提取吉林省黑土區(qū)侵蝕溝的研究思路。(2)基于SRTM1 DEM,提取了坡度數(shù)據(jù)、匯水累積量數(shù)據(jù)、河網(wǎng)數(shù)據(jù)和分級(jí)的溝底線數(shù)據(jù),輔助遙感影像進(jìn)行侵蝕溝的自動(dòng)提取研究。(3)基于面向?qū)ο蟮娜肿顑?yōu)分割算法,獲取研究樣區(qū)的最優(yōu)分割尺度。分割結(jié)果表明,僅以全局最優(yōu)分割方法獲取的尺度并不是侵蝕溝的最優(yōu)尺度,需以其為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)比其鄰近尺度,目視對(duì)比得到針對(duì)侵蝕溝對(duì)象的最優(yōu)分割。(4)探索了構(gòu)建隨機(jī)森林模型的特征空間優(yōu)化方法,即基于特征重要性對(duì)提取的特征空間進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明,光譜特征對(duì)模型貢獻(xiàn)度最大,其次是紋理特征,最后是幾何特征,特征空間的構(gòu)成對(duì)模型精度影像較大。(5)面向小區(qū)域尺度,基于高分一號(hào)2米分辨率數(shù)據(jù),利用面向?qū)ο蠓治龇椒ê碗S機(jī)森林模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)春九臺(tái)區(qū)龍嘉鎮(zhèn)和西營(yíng)城鎮(zhèn)兩個(gè)不同地形特點(diǎn)的研究樣區(qū)的沖溝以上級(jí)別發(fā)展溝和穩(wěn)定溝的自動(dòng)提取,并利用溝底線對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行修正。對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行精度分析,其中龍嘉鎮(zhèn)精度高于西營(yíng)城鎮(zhèn),其侵蝕溝提取的總體精度分別為77.95%和73.60%,表明了地形特點(diǎn)對(duì)提取精度有影響。(6)基于高分一號(hào)16米分辨率影像和DEM派生的地形數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)了一種面向大區(qū)域黑土樣區(qū)的侵蝕溝自動(dòng)提取的方法。該方法同樣基于面向?qū)ο蠓治龇椒ê碗S機(jī)森林分類模型,但在數(shù)據(jù)上融合了遙感影像、坡度數(shù)據(jù)、匯水累積量數(shù)據(jù)等。基于此方法,實(shí)現(xiàn)了吉林省黑土區(qū)大型穩(wěn)定溝的自動(dòng)提取,侵蝕溝的提取總體精度為73.78%。(7)龍嘉鎮(zhèn)樣區(qū)提取的侵蝕溝總共4124條,分布相對(duì)比較均勻,大型侵蝕溝主要分布在東南部和西北部;西營(yíng)城鎮(zhèn)樣區(qū)主要為丘陵地帶,提取的侵蝕溝比龍嘉鎮(zhèn)樣區(qū)多,共有4812條,特別是中東部山地,侵蝕溝結(jié)構(gòu)更加完整。大區(qū)域樣區(qū)提取的穩(wěn)定溝共有59024條,在中西部的丘陵地帶分布較為密集。
【圖文】：

其中黑土亞類面積最大，占到 89.47%。吉林省黑土地主要分布在以長(zhǎng)春為中心，向西南延申至四平的范圍，向東南延伸至吉林市西部，東北至松原，總體位于吉林省中西部（如圖3.1所示），其中，，僅分布在長(zhǎng)春和四平的黑土面積就占全省黑土總面積的 88.6%，有 97.55 萬(wàn)公頃。這一片黑土區(qū)屬于溫帶濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。春季干燥風(fēng)大，夏季溫暖而短促，雨季集中在 7、8 月份，秋季涼爽干燥，冬季寒冷且漫長(zhǎng)，無(wú)霜期較短。吉林省黑土區(qū)跨度較大，氣候根據(jù)所在區(qū)域略有區(qū)別。長(zhǎng)春、四平和吉林三個(gè)地區(qū)呈品字分布，其中，長(zhǎng)春坐標(biāo)范圍為東經(jīng) 124°18′到 127°5′，北緯 43°5′到 45°15′，地處濕潤(rùn)區(qū)到亞干旱區(qū)的過(guò)渡帶內(nèi)

大區(qū)域研究樣區(qū)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P237

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本文編號(hào)：2685488