本文關鍵詞：黃土丘陵區(qū)發(fā)育活躍期切溝形態(tài)特征與轉換模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究發(fā)育活躍期的切溝侵蝕形態(tài)特征對深化侵蝕過程有重要意義,也為流域侵蝕預報及其侵蝕防治提供重要的理論依據(jù)。精確的切溝形態(tài)特征可由高分辨率DEM提取得到,但高分辨率DEM很難獲取,易于獲取的DEM精度又很難達到提取切溝形態(tài)特征的要求。本文在黃土高原丘陵區(qū)岔巴溝流域選取31條典型活躍切溝,基于5 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)和三維激光掃描技術建立的0.1 m高分辨率DEM數(shù)據(jù),提出了基于DEM的切溝形態(tài)特征提取方法,探討了岔巴溝流域切溝形態(tài)的空間分布特征并構建切溝體積模型,對比了兩種分辨率DEM提取切溝形態(tài)特征的差異,并建立了高低分辨率DEM提取切溝形態(tài)特征參數(shù)的轉換模型,并對轉換模型的普適性進行驗證。主要研究結論如下:(1)分析了三維激光掃描技術提取切溝形態(tài)特征參數(shù)的精度。結果表明,基于三維激光掃描技術生成的0.1 m高分辨率DEM提取的切溝長度、寬度和深度與手工測量得到的切溝形態(tài)特征沒有顯著性差異。說明三維激光掃描技術獲取的高精度DEM可以準確提取切溝形態(tài)特征,彌補了野外危險地形條件下用其他方法難以監(jiān)測的不足。(2)建立切溝形態(tài)特征提取方法�；诤泳W(wǎng)提取理論,在ArcGIS環(huán)境下研究了基于DEM切溝形態(tài)特征的提取方法,并比較了0.1 m高分辨率與5 m分辨率DEM提取切溝形態(tài)特征的差異。結果表明,0.1 m高分辨率DEM和5 m分辨率DEM提取的切溝長度之間無顯著差異,而切溝寬度、深度、表面積和體積之間有顯著差異。因此,以0.1 m高分辨率DEM提取的切溝形態(tài)特征參數(shù)作為基準,建立5 m分辨率DEM提取的切溝形態(tài)特征參數(shù)的轉換模型很有必要。(3)分析了研究區(qū)切溝形態(tài)的空間分布特征并構建切溝體積估算模型。選取三個基本形態(tài)特征指標(切溝長度、寬度和深度)和五個切溝形態(tài)特征衍生指標(切溝寬深比、底寬頂寬比、溝頭曲率、表面積和切溝體積),剖析了黃土丘陵區(qū)切溝形態(tài)特征的空間變化。流域內發(fā)育活躍期切溝長度介于50~70 m,切溝寬度介于10~20 m,切溝深度介于5~10 m。切溝長度和寬度從流域上游到下游依次減小,而切溝深度在下游最大。溝頭曲率從上游到下游依次增加,且隨著切溝級別增加而增加。切溝底寬頂寬比和切溝寬深比從上游到下游均逐漸減小,切溝底寬頂寬比在二級切溝較高,而切溝寬深比在二、三級切溝較高。V型斷面多出現(xiàn)在流域下游和切溝下部,而U型斷面在流域上部也就是溝頭處較多,流域中游的切溝或者切溝中部的斷面形態(tài)是過渡形式。因此,流域尺度和單條切溝尺度上的切溝斷面形態(tài)相似,即切溝斷面形態(tài)具有自相似性。通過切溝形態(tài)特征指標間的皮爾遜相關分析,切溝長度、寬度、深度和切溝表面積與體積有極顯著的相關關系。因此,本研究建立了基于切溝長度和切溝表面積的體積估算模型,可用于簡單的估算切溝侵蝕量。(4)建立了0.1 m高分辨率DEM與5 m分辨率DEM提取的切溝形態(tài)特征參數(shù)的轉換模型。模型驗證結果表明,切溝寬度、表面積和體積轉換模型的相關系數(shù)均大于0.6,模型有效性系數(shù)均大于0.5,說明三個模型的模擬精度均達到了可接受范圍。為檢驗該模型的普適性,用紙坊溝流域監(jiān)測得到的切溝形態(tài)對三個模型進行了驗證,切溝寬度和表面積轉換模型的模擬精度均可接受,為研究黃土丘陵區(qū)溝蝕特征提供了重要方法和手段。
【關鍵詞】：三維激光掃描技術 切溝形態(tài)特征 空間分布 轉換模型 黃土丘陵區(qū)
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S157
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 研究背景和意義14-15
• 1.2 國內外研究進展15-22
• 1.2.1 切溝侵蝕機理15-17
• 1.2.2 切溝侵蝕監(jiān)測方法17-18
• 1.2.3 切溝形態(tài)特征提取18-19
• 1.2.4 切溝侵蝕預報模型的研究19-20
• 1.2.5 切溝形態(tài)特征尺度轉化模型的研究20
• 1.2.6 目前研究存在的主要問題及建議20-22
• 第二章 研究內容與方法22-29
• 2.1 研究目標與研究內容22-23
• 2.1.1 研究目標22
• 2.1.2 研究內容22-23
• 2.2 技術路線23-24
• 2.3 研究方法24-26
• 2.3.1 研究區(qū)概況24-25
• 2.3.2 典型切溝選擇25-26
• 2.3.3 數(shù)據(jù)來源26
• 2.4 切溝形態(tài)指標選取26-28
• 2.5 數(shù)據(jù)處理與分析28-29
• 第三章 三維激光掃描技術的原理及其量測切溝的方法29-39
• 3.1 三維激光掃描技術的原理及特點29-31
• 3.1.1 三維激光掃描技術的原理29-31
• 3.1.2 三維激光掃描技術的特點31
• 3.2 LEICA SCANSTATION2的特點31-32
• 3.3 三維激光掃描技術動態(tài)監(jiān)測切溝的流程和方法32-35
• 3.3.1 外業(yè)數(shù)據(jù)采集33-34
• 3.3.2 內業(yè)數(shù)據(jù)處理34-35
• 3.4 三維激光掃描技術監(jiān)測溝蝕的可行性與精度分析35-38
• 3.4.1 切溝形態(tài)特征提取的誤差分析37-38
• 3.4.2 提高切溝形態(tài)特征提取精度的建議38
• 3.5 小結38-39
• 第四章 基于DEM的切溝形態(tài)特征提取方法研究39-45
• 4.1 數(shù)據(jù)預處理39-42
• 4.1.1 洼地填充40-41
• 4.1.2 水流方向的確定41
• 4.1.3 匯流閾值的確定41-42
• 4.2 切溝形態(tài)特征參數(shù)的提取42-44
• 4.2.1 切溝長度的提取42
• 4.2.2 切溝寬度和深度的提取42-43
• 4.2.3 切溝表面積的提取43
• 4.2.4 切溝體積的提取43-44
• 4.3 小結44-45
• 第五章 切溝形態(tài)的空間分布特征與體積估算模型45-56
• 5.1 切溝基本形態(tài)特征的空間分布45-47
• 5.2 切溝衍生形態(tài)特征的空間分布47-51
• 5.2.1 切溝溝頭形態(tài)特征47-49
• 5.2.2 切溝斷面形態(tài)特征49-51
• 5.3 切溝形態(tài)特征指標間的相關關系51-52
• 5.4 基于切溝長度和表面積估算切溝體積的模型構建52-55
• 5.5 小結55-56
• 第六章 基于不同分辨率DEM構建切溝形態(tài)特征參數(shù)尺度轉換模型56-61
• 6.1 0.1 m高分辨率與 5 m分辨率DEM提取切溝形態(tài)特征參數(shù)的對比56-57
• 6.2 切溝形態(tài)特征參數(shù)轉換模型的建立57-58
• 6.3 轉換模型驗證58-59
• 6.4 轉換模型普適性檢驗59-60
• 6.5 小結60-61
• 第七章 主要結論與展望61-64
• 7.1 主要研究結論61-63
• 7.1.1 利用三維激光掃描技術動態(tài)監(jiān)測溝蝕及其精度分析61
• 7.1.2 建立了切溝形態(tài)特征提取方法61-62
• 7.1.3 探討了切溝形態(tài)的空間分布特征62-63
• 7.1.4 建立了不同分辨率DEM提取的切溝形態(tài)特征尺度轉換模型63
• 7.2 主要創(chuàng)新點63
• 7.3 研究展望63-64
• 參考文獻64-70
• 致謝70-71
• 作者簡介71

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1 楊華;山西吉縣黃土區(qū)切溝分類的研究[J];北京林業(yè)大學學報;2001年01期

2 Majid Soufi;澳大利亞一個林地環(huán)境下的切溝發(fā)展過程和侵蝕趨勢研究[J];中國水土保持;2002年07期

3 董一帆;伍永秋;;利用虛擬插釬對切溝溝底不同部位短期變化的初步研究[J];地理科學;2010年06期

4 楊華,劉家玲;黃土區(qū)切溝治理水土保持效益的研究[J];北京林業(yè)大學學報;2001年02期

5 馬鼎;李斌兵;;黃土溝壑區(qū)切溝植被的激光點云濾波及地形構建[J];農業(yè)工程學報;2013年15期

6 王雯;張?zhí)煊?董一帆;;東北黑土區(qū)道路狀況對切溝發(fā)育的影響研究[J];水土保持通報;2011年04期

7 李斌兵;黃磊;;坡面切溝入滲-產流及形態(tài)發(fā)育動態(tài)過程研究[J];水土保持學報;2013年04期

8 李斌兵;黃磊;;基于面向對象技術的黃土丘陵溝壑區(qū)切溝遙感提取方法研究[J];水土保持研究;2013年03期

9 謝云,劉寶元,伍永秋;切溝中土壤水分的空間變化特征[J];地球科學進展;2002年02期

10 易意軍;崗地開發(fā)初探[J];作物研究;1988年02期

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1 李鎮(zhèn);黃土高原切溝發(fā)育監(jiān)測方法與侵蝕模型研究[D];北京林業(yè)大學;2015年

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1 吳紅艷;黃土丘陵區(qū)發(fā)育活躍期切溝形態(tài)特征與轉換模型研究[D];西北農林科技大學;2016年

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