[發(fā)明專利]一種概率積分法定點觀測坡面土壤侵蝕技術

無效

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• 申請日: 2010-03-08
• 公開（公告）號: CN101776679A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 馮仲科;袁進軍;王佳
• 申請（專利權）人: 北京林業(yè)大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01F1/74
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發(fā)明涉及一種概率積分法定點觀測破面土壤侵蝕技術，特別是一種利用流量分配計算坡面計算土壤侵蝕的技術。

二、背景技術

從國內外應用情況來看，土壤侵蝕量的計算一般采用經驗統(tǒng)計模型和物理成因模型；經驗統(tǒng)計模型是通過對影響土壤侵蝕過程關鍵因子統(tǒng)計分析，確定土壤侵蝕因素，計算出大致可能的結果；物理成因模型將單元面積上的產沙量與輸移能力相比較，得出本單元的輸出沙量，通過這些技術能夠獲得土壤侵蝕量。

但以上技術存在著其缺點：

①經驗模型需要輸入大量的參數模型的應用在缺乏詳細資料的地區(qū)會受到限制。

②在應用模型時，必須清楚了解每個因子的應用范圍，并根據實際情況加以修正。

③物理成因模型的參數必須經過野外觀測試驗才能獲得，模型的運行成本較高。

因此，利用經驗模型和物理成因模型法在測定土壤侵蝕量時，都有局限性，為了提高測定土壤侵蝕量方法的通用性，采用建立格網，用全站儀和電子經緯儀測定格網點的三維坐標，再根據相關因子建立回歸方程的方法是一種合適的方法。

三、發(fā)明內容

為了確定某任意坡面的土壤侵蝕量，避免以往方法的局限性，提高方法的適用性，本發(fā)明的目的是提供一種利用全站儀和電子水準儀，測定徑流量，建立回歸方程，計算土壤侵蝕量技術，克服了現(xiàn)有技術存在的缺點。

本發(fā)明的目的是這樣的：以全站儀和電子水準儀為工具，通過全站儀測量格網點的的二維坐標，再用電子水準儀測量格網點點高程來獲取格網的三維坐標(?)，再利用試驗區(qū)內的流量Q，土壤條類型T，植被蓋度Z和坡度A建立回歸方程M＝(Q，T，Z，A)，求出方程系數，利用此方程可以求出在任一流量Q，土壤類型T，植被蓋度Z，坡度A下的土壤侵蝕量M。

首先，在樣坡范圍內利用全站儀建立邊長為1米的正方形格網如圖1，在每個格網點上測釬，在測釬上與土壤分界處用紅漆標上細線標志，用全站儀和電子水準儀在控制點上觀測每個輻條上細線處的高程，從而得到每個格網點的三維坐標(?)，利用測得的三維坐標，根據公式①(表示從j單元到i單元的方向坡度，x，y，z為每個單元格的三維坐標)計算從j單元到i單元的方向坡度，由公式②(表示從j單元分給i單元的流量部分；p是無量綱常數)計算較高單元分配給各相鄰較低單元的流量，當流向多于一個，采用公式③計算從格網點(i，j)到格網點(i+m，j+n)的流量分配系數，求出從格網點(i，j)到格網點(i+m，j+n)的流量，再根據流量Q，土壤條類型T，植被蓋度Z和坡度A建立模型M＝(Q，T，Z，A)，求出方程系數，利用此方程可以求出在任一流量Q，土壤類型T，植被蓋度Z，坡度A下的土壤侵蝕量。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：

(1)因子容易獲取

建立土壤侵蝕量模型的因子容易獲取，坡度，流量只需根據測出的格網點的高程進行流量分配即可；

(2)操作方便

只需找一樣坡，根據面積大小布置一定數量的控制點，用全站儀或電子水準儀觀測即可；

(3)原理直觀易懂

通過建立土壤侵蝕量與各因子的數模，找出它們之間的關系，通俗易懂，實驗證明具有很高的精度。

四、附圖說明

圖1利用全站儀測量格網點坐標示意圖

圖2計算方法流程圖。

五、具體實施方式

(1)格網點三維坐標的計算

在樣坡范圍內利用全站儀建立邊長為1米的正方形格網如圖1所示，在每個格網點上插上測釬，在測釬上土壤分界處用紅漆標上細線標志，用全站儀在控制點上觀測細線處的平面坐標和電子水準儀在控制點上觀測每個測釬上細線三維坐標(?)；

(2)流量和流量分配系數的計算

利用測得的三維坐標，根據公式①(表示從j單元到i單元的方向坡度，x，y，z為每個單元格的三維坐標)計算從j單元到i單元的方向坡度，由公式②(表示從j單元分給i單元的流量部分；p是無量綱常數)計算較高單元分配給各相鄰較低單元的流量，當流向多于一個，采用公式③計算從點(i，j)到點(i+m，j+n)的流量分配系數，根據分配系數計算格網點(i，j)到格網點(i+m，j+n)的流量。

(3)根據不同實驗階段在沉積槽中收集的土壤量與流量Q，土壤條類型T，植被蓋度Z和坡度A建立數模M＝(Q，T，Z，A)，求出方程系數，利用此模型可以求出在任一流量Q，土壤類型T，植被蓋度Z，坡度A下的土壤侵蝕量M，具體計算過程如圖2所示。