[發明專利]濕地水文結構連通指數計算方法及裝置

在審

• 申請號: 202110016615.3
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112669341A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 張明祥;劉佳凱;張振明;鄢郭馨
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G06T7/187
• 分類號: G06T7/187;G06T7/62
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李青

本發明實施例提供一種濕地水文結構連通指數計算方法及裝置。該方法包括將研究區域劃分成多個柵格；計算每個所述柵格的土壤質量含水率、相對高程和田間持水率；基于每個所述柵格的土壤質量含水率和田間持水率來確定多個所述柵格中的連通柵格；確定每個所述連通柵格的有效水文結構連通邊并計算所述有效水文結構連通邊的連通值；以及基于每個所述有效水文結構連通邊的連通值來確定所述研究區域的所述水文結構連通指數。該方法通過對計算研究區域的水文結構連通指數來量化水文結構連通情況，從而為濕地的科學管理提供可靠依據。該方法具有現實可操作性、可行性和適宜性，具有廣泛的實用性，計算方法簡易、快速且可信度高。

技術領域

本發明涉及濱海濕地保護與管理技術領域，尤其涉及一種濕地水文結構連通指數計算方法及裝置。

背景技術

水文連通最早是針對河流系統或流域徑流過程提出的，因此其結構連通的參數化方法多基于縱向上的河道或潮溝形態，結合景觀生態學和圖論理論發展形成，并未考慮地理上相對孤立的濕地斑塊，從而忽略了橫向和垂向的水文結構連通。在濱海濕地，鹽地堿蓬濕地、蘆葦濕地以及潮上帶等部分區域在地理上與潮溝隔離，但仍然存在橫向和垂向水文連通，通過水分儲存、物質交換、蒸散發等影響生態水文過程。因此，水文連通是影響濱海濕地生態水文過程的主要因素之一。

另外，在進一步耦合水文連通和生態過程的關系時，由于方法適用尺度的限制，其僅能用于較大尺度生水文連通和生境景觀格局的關系分析，或給出生物與水文連通的定性關系，因此難以闡明生態-水文的互饋機制。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明實施例提供一種濕地水文結構連通指數計算方法及裝置，用以解決現有技術中缺乏針對濱海濕地的水文結構連通指數計算方法的缺陷，以基于土壤水分及地形的時空分布計算水文結構連通指數，為濱海濕地的科學管理提供可靠依據。

具體地，本發明實施例提供了以下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供了一種濕地水文結構連通指數計算方法，包括將研究區域劃分成多個柵格；計算每個所述柵格的土壤質量含水率、相對高程和田間持水率；基于每個所述柵格的土壤質量含水率和田間持水率來確定多個所述柵格中的連通柵格；確定每個所述連通柵格的有效水文結構連通邊并計算所述有效水文結構連通邊的連通值；以及基于每個所述有效水文結構連通邊的連通值來確定所述研究區域的所述水文結構連通指數。

進一步地，所述基于每個所述柵格的土壤質量含水率和田間持水率來確定多個所述柵格中的連通柵格，包括：基于所述柵格的土壤質量含水率和所述柵格的田間持水率來計算所述柵格的水文連通值；判斷所述柵格的水文連通值是否大于閾值；以及當所述柵格的水文連通值大于所述閾值時，確定所述柵格為所述連通柵格。

進一步地，所述確定每個所述連通柵格的有效水文結構連通邊，包括：判斷所述連通柵格八鄰域內的八個相鄰柵格中是否存在有效柵格；當不存在所述有效柵格時，確定不存在所述有效水文結構連通邊；以及當存在所述有效柵格時，確定所述有效水文結構連通邊為從所述連通柵格指向所述有效柵格。

進一步地，所述連通柵格八鄰域內存在的所述有效柵格滿足以下條件：所述有效柵格為連通柵格；并且所述有效柵格的水文連通值和相對高程小于所述連通柵格的水文連通值和相對高程。

進一步地，所述計算所述有效水文結構連通邊的連通值，包括：將所述連通柵格的所述水文連通值和所述有效柵格的所述水文連通值的差值除以所述連通柵格和所述有效柵格之間的歐式距離，來計算所述有效水文結構連通邊的連通值。

進一步地，所述連通柵格和所述有效柵格之間的歐式距離的計算公式如下：