【摘要】：黃土高原的水土流失問(wèn)題是我國(guó)乃至全球密切關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一。將黃土高原小流域作為樣本,通過(guò)對(duì)其侵蝕產(chǎn)沙規(guī)律、水土流失治理方略制定的研究,由小流域推廣至整個(gè)流域乃至黃土高原,是重要的研究途徑之一,而利用無(wú)人機(jī)技術(shù)反演區(qū)域微地形,從而研究小流域土壤侵蝕,是一種高效、高精度的研究手段。本文借助無(wú)人機(jī)航拍數(shù)據(jù)建立的高精度數(shù)字表面模型及數(shù)字高程模型對(duì)黃土高原典型小流域——黃土洼天然聚湫進(jìn)行研究,分析其土地利用狀況、地形地貌變化,計(jì)算不同土地利用類型土壤侵蝕情況,探討黃土洼小流域土地利用類型的分布規(guī)律及其對(duì)水土流失的影響,歸納土壤侵蝕的貢獻(xiàn)因素及貢獻(xiàn)率,進(jìn)而揭示研究區(qū)水土流失與土地利用、氣候及人類活動(dòng)的關(guān)系,為后續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的安排以及黃土高原地區(qū)水土流失防治工作提供切實(shí)可行的研究案例。具體得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:(1)利用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù),首次在黃土洼進(jìn)行航拍,并獲取高精度數(shù)字表面信息和數(shù)字高程信息。該項(xiàng)工作要求做好以下工作:起飛降落平臺(tái)選址、無(wú)人機(jī)飛行航線的設(shè)定,相控點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量,后期數(shù)字表面模型及數(shù)字高程模型的建立。本次對(duì)黃土洼航拍共布設(shè)29個(gè)相控點(diǎn),26條航線,13個(gè)架次,選擇了 2處起飛降落點(diǎn),飛行總范圍達(dá)6.28km~2,地面分辨率達(dá)0.06m。(2)根據(jù)無(wú)人機(jī)航拍數(shù)據(jù)所建立的數(shù)字表面模型并結(jié)合實(shí)地調(diào)研資料,對(duì)黃土洼小流域進(jìn)行土地利用分類。在分類結(jié)果中,黃土洼小流域農(nóng)舍建筑面積最小,達(dá)2040 m~2,占流域總面積的0.06%;道路共計(jì)18條,總長(zhǎng)度可達(dá)2815m;玉米地總面積為465532.8 m~2,占總面積的14.78%,土豆地總面積為351.4 m~2,占總面積的0.01%,大豆地總面積為19327 m~2,占總面積的0.61%;谷物地總面積為3311 m~2,占總面積的0.11%,蘆葦?shù)乜偯娣e為51.8 mm~2;梯田總面積為5929 m~2,占總面積的0.19%;黃土洼小流域灌木林地分布很少,總面積為441080 m~2,占總面積的14%;荒草地總面積為2210888 m~2,占總面積的70.18%。通過(guò)對(duì)300個(gè)效驗(yàn)點(diǎn)的分類結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,本次分類精度可達(dá)82.33%。(3)借助無(wú)人機(jī)航拍數(shù)據(jù)獲取了黃土洼地區(qū)高程及微地形的變化信息。壩地內(nèi)低地范圍擴(kuò)大,且高程增加,平均由原來(lái)的1063m增加至1075m,增加12m。并且在九牛山滑塌體的滑塌后壁以及與滑塌后壁接壤的山地高程增加2.3m。相反的,在黃土洼小流域的東南部,各支溝溝壁最高處高程降低1.7m。黃土洼小流域近16年高程的變化依舊主要表現(xiàn)為下降,主要變化高度在1m以內(nèi)。(4)分析了典型土地利用類型對(duì)土壤侵蝕的影響。玉米地及土豆地由于位于黃土洼小流域壩體內(nèi),每次降雨及風(fēng)力作用所引起的土壤侵蝕便會(huì)在壩體沉積,導(dǎo)致該處高程增大;大豆地分布在各支溝的溝坡,坡度相對(duì)坡頂較平緩,并且增加了地表植被覆蓋,故而這種土地利用類型導(dǎo)致區(qū)域高程降低并不顯著,由此該土地利用類型對(duì)區(qū)域一定坡度范圍水土流失有重要作用;梯田的建設(shè)使得水土流失情況減緩,這種土地利用類型的高程變化微弱;荒草地及灌木林地主要分布在溝坡頂部,灌木林零散分布,并未連成片,雖然增加了地表粗糙度,改變土壤成分,具有一定的抗侵蝕作用,但由于覆蓋度較低,使得該土地利用類型的土壤侵蝕依舊嚴(yán)重。(5)探討了黃土洼地區(qū)與水土流失相關(guān)的主要?dú)庀笠蛩氐臅r(shí)間變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn):平均氣溫在呈現(xiàn)明顯的增大,平均氣溫由9.6℃增加至10.3℃,增加了 0.7℃。平均降雨呈現(xiàn)穩(wěn)定的下降趨勢(shì),但在2010s,降雨又有一定增大。平均風(fēng)速在各年代呈現(xiàn)動(dòng)蕩增大的趨勢(shì),與1950s相比2010s的平均風(fēng)速增大了 0.5 m/s。平均相對(duì)濕度呈現(xiàn)無(wú)規(guī)則的動(dòng)蕩變化,但與1950s相比2010s的平均相對(duì)濕度增大了 0.4%。平均日照時(shí)數(shù)的變化整體上呈現(xiàn)先增大,后而降低,又增大的趨勢(shì),與1950s相比2010s的平均日照時(shí)數(shù)增大了 1.1h。(6)對(duì)黃土洼流域植被覆蓋狀況分析發(fā)現(xiàn):1982-2015年流域植被呈上升趨勢(shì),平均每年增長(zhǎng)0.0023,并且在1999年之后區(qū)域NDVI增加顯著,平均每年增長(zhǎng)0.0075,尤其在該區(qū)域的北部,東南部。(7)對(duì)黃土洼土壤侵蝕變化進(jìn)行了歸因分析。發(fā)現(xiàn):植被覆蓋增大后,土壤侵蝕量共減少0.26萬(wàn)t,其中降雨減少引起0.07萬(wàn)t的土壤侵蝕減少,人類活動(dòng)引起0.19萬(wàn)t的土壤侵蝕減少。因此降雨和人類活動(dòng)對(duì)土壤侵蝕減少的貢獻(xiàn)率分別為27%和73%。表明該區(qū)域土壤侵蝕的減少主要得益于人類活動(dòng)的作用。(8)分析黃土洼小流域氣候及人類活動(dòng)的作用。發(fā)現(xiàn):該區(qū)域近年土壤侵蝕下降的主要因素是人類活動(dòng)(坡面措施),而氣象要素方面,降雨減沙,導(dǎo)致侵蝕減少,但該區(qū)域氣候整體向暖干化發(fā)展,導(dǎo)致氣象因素對(duì)土壤侵蝕的作用趨于復(fù)雜。此外還有其他人類活動(dòng)的影響,如當(dāng)?shù)剞r(nóng)民開(kāi)發(fā)整平土地,建設(shè)農(nóng)舍導(dǎo)致土壤侵蝕增加;人工開(kāi)挖坡地,墊高整平種植區(qū),擴(kuò)大耕作面積,導(dǎo)致土壤侵蝕增加。
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：F301.2;S157
【圖文】：

１．３．２研究?jī)?nèi)容逡逑（１）無(wú)人機(jī)航拍數(shù)據(jù)的獲取逡逑無(wú)人機(jī)工作原理見(jiàn)下圖１－１，具體無(wú)人機(jī)航拍的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程包括：前期準(zhǔn)備、逡逑ＧＰＳ基站設(shè)定、無(wú)人機(jī)飛行測(cè)量、數(shù)碼相機(jī)拍攝、數(shù)據(jù)傳輸。具體數(shù)據(jù)采集過(guò)程逡逑如下圖１－２：逡逑９逡逑

圖１－２無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集、傳輸示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｕｎｍａｎｎｅｄ邋ａｅｒｉａｌ邋ｖｅｈｉｃｌｅ邋（ＵＡＶ）邋ｄａｔａ邋ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑（２）點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理及地形數(shù)據(jù)的獲取逡逑

至３７°１９３０〃Ｎ，位于陜西省榆林市子洲縣南部裴家灣鎮(zhèn)，距子洲縣城５０邋ｋｍ，處逡逑于無(wú)定河一級(jí)支流淮寧河中游的龐家溝流域，是由于九牛山古滑坡而形成的天然逡逑淤地壩（圖２－１）。該天然淤地壩是流域西部，東北至西南走向的九牛山滑塌堆積逡逑所成，距今己有４４０余年歷史。黃土洼古聚漱是己知黃土高原地區(qū)形成時(shí)間最早逡逑的天然淤地壩，壩控流域主溝道呈南北走向，壩高５７ｍ，淤地面積達(dá)８００多畝。逡逑主溝包括：虎園子溝、五處山溝、大井溝、小井溝、鎖園子溝、身底灘溝、柳溝，逡逑支溝包括：九陷溝、陰狐溝、亞麻溝、井溝、場(chǎng)溝，在外圍還分布有３條支溝（大逡逑小灘溝、后小灘溝及大嘴溝），整個(gè)流域近似三角形。流域面積為３．１５邋ｋｍ２。逡逑ＨＷＭｆｌ？東邐１ＪＯ＊邋東逡逑－－－－－Ｓ邋＾逡逑域邐＿小小灘溝（緩ka，天佭逡逑ｖｓ＾ｒ＇－Ｋ＇．ｔ＼｜一．邋．．邐天然壩系沉積區(qū)＂＾１－＂＝逡逑１Ｕ５＞°３０？東邐〗１０°邋東逡逑圖２－１黃土洼天然淤地壩地理位置示意圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｈｕａｎｇｔｕｗａ邋ｗａｔｅｒｓｈｅｄ逡逑１５逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2751688