[發明專利]一種基于改進的K-RUSLE模型與成土速率計算土壤侵蝕的方法

有效

• 申請號: 201710406264.0
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107239659B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 白曉永;錢慶歡;田義超;吳璐華;肖建勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院地球化學研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 貴陽睿騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

1.一種基于改進的K-RUSLE模型與成土速率計算土壤侵蝕的方法，其特征在于：包括如下步驟：

①獲取數據：從相應的數據平臺獲取相關數據，需要的數據包含日降水量數據、土壤質地與有機質含量、數字高程模型、歸一化植被指數、土地利用類型以及巖性數據、碳酸鹽巖溶蝕速率、酸不溶物含量百分比、碳酸鹽巖含量百分比、碳酸鹽巖密度、非碳酸鹽巖成土速率，并將上述數據投影到統一坐標系中；

②降雨侵蝕力改進計算：對獲取的全年日降水量數據以喀斯特及非喀斯特預定閾值進行篩選并計算，通過插值得到不同地質背景區域的降雨侵蝕力柵格圖層；

③理論侵蝕模數計算：將不同地質背景區域的降雨侵蝕力柵格圖層帶入RULSE模型之中，計算出不同地質背景區域的理論侵蝕模數；

④巖性裁剪：將巖性矢量轉為柵格，利用巖性柵格數據對土壤侵蝕模數圖層進行裁剪，分別得到喀斯特區域的土壤侵蝕模數圖層和非喀斯特區域的土壤侵蝕模數圖層；

⑤喀斯特成土速率計算：針對喀斯特區域的土壤侵蝕模數圖層對應的數據，利用碳酸鹽巖溶蝕速率，酸不溶物含量百分比，碳酸鹽巖含量百分比，碳酸鹽巖密度，非碳酸鹽巖成土速率，計算喀斯特不同巖層組和不同類型巖石的風化成土速率；

⑥土壤侵蝕模數檢驗：將喀斯特土壤侵蝕模數圖層減去喀斯特成土速率圖層，得到一個包含0及正負值的圖層，大于0的部分表示，該區域理論土壤侵蝕量大于其實際成土量；小于等于0的部分表示，該區域理論土壤侵蝕量小于等于實際成土量；

⑦土壤侵蝕模數校正：利用巖石風化成土速率圖層對喀斯特區域差值大于0的部分進行土壤侵蝕模數校正；

所述步驟⑦之后，將經校正的喀斯特區域土壤侵蝕模數圖層與步驟④中得到的非喀斯特區域的土壤侵蝕模數圖層進行拼接融合，得到完整土壤侵蝕模數圖層。

2.如權利要求1所述的基于改進的K-RUSLE模型與成土速率計算土壤侵蝕的方法，其特征在于：所述步驟②中，預定閾值非喀斯特區域為12mm，喀斯特區域為30mm，分別對應計算得到兩個降雨侵蝕力柵格圖層。

3.如權利要求1所述的基于改進的K-RUSLE模型與成土速率計算土壤侵蝕的方法，其特征在于：所述步驟③中，采用A＝R·K·L·S·C·P進行計算，其中A為土壤侵蝕模數、R為降雨侵蝕力因子、K為土壤可蝕性因子、L為坡長因子、S為坡度因子、C為地表植被覆蓋與管理因子、P為水土保持措施因子。

4.如權利要求1所述的基于改進的K-RUSLE模型與成土速率計算土壤侵蝕的方法，其特征在于：所述步驟④中，通過喀斯特圖層對閾值30mm對應的土壤侵蝕模數圖層進行裁剪，得到喀斯特區域的土壤侵蝕模數圖層；通過非喀斯特圖層對閾值12mm對應的土壤侵蝕模數圖層進行裁剪，得到非喀斯特區域的土壤侵蝕模數圖層。

5.如權利要求1所述的基于改進的K-RUSLE模型與成土速率計算土壤侵蝕的方法，其特征在于：所述步驟⑤中，計算巖石風化成土速率圖層通過

W_i＝v·Q·ρ·M+N·(1-M)

進行計算，其中W_i為巖石風化成土速率，單位t·km^-2·yr^-1；v為碳酸鹽巖溶蝕速率，單位mm/a，換算為m³·km^-2·yr^-1；Q為酸不溶物含量，單位％；M為碳酸鹽巖含量，單位％；ρ為碳酸鹽巖密度，單位t/m³；N為非碳酸鹽巖成土速率，單位t·km^-2·yr^-1。

6.如權利要求1所述的基于改進的K-RUSLE模型與成土速率計算土壤侵蝕的方法，其特征在于：所述步驟⑥⑦采取如下方式進行校正：

(5.1)計算差值圖層：用喀斯特區域的土壤侵蝕模數圖層減去巖石風化成土速率圖層，得到差值圖層；

(5.2)區分賦值：將差值圖層里值大于0的部分提取出來作為待校正圖層，將差值圖層里值小于等于0的部分提取出來作為無需校正圖層；

(5.3)提取賦值：用待校正圖層對巖石風化成土速率圖層進行掩膜提取，然后對待校正圖層進行賦值，得到校正賦值圖層；

(5.4)拼接校正：將校正賦值圖層與無需校正圖層拼接融合，得到校正后的喀斯特區域土壤侵蝕模數圖層。