[發(fā)明專利]一種基于RUSLE的區(qū)域土壤侵蝕定量評價方法

在審

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• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113313296A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃發(fā)明;陳佳武;葉舟;潘李含;陳世軒;嚴(yán)俊
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 南昌青遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36123
• 代理人: 劉愛芳

本發(fā)明涉及區(qū)域土壤侵蝕定量評估技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于RUSLE的區(qū)域土壤侵蝕定量評價方法，包括如下步驟：收集多源數(shù)據(jù)，通過多源數(shù)據(jù)預(yù)處理提取季節(jié)性降雨侵蝕力R_i因子、季節(jié)性植被覆蓋與管理因子C_i因子和考慮坡度的水土保持措施P_SUSLE因子以及其他土壤侵蝕評價因子；基于RUSLE模型構(gòu)建SUSLE模型，輸出土壤侵蝕分級圖；本發(fā)明通過考慮年內(nèi)降雨和植被覆蓋度的季節(jié)性變化以及坡度對水土保持措施因子的影響來反映各不同季節(jié)特征下的土壤侵蝕量，以有效提高區(qū)域土壤侵蝕定量評估的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及區(qū)域土壤侵蝕定量評估技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于RUSLE的區(qū)域土壤侵蝕定量評價方法。

背景技術(shù)

土壤侵蝕是全世界面臨的最嚴(yán)重的環(huán)境問題之一。土壤為生態(tài)系統(tǒng)中的各物種提供物質(zhì)基礎(chǔ)，其被侵蝕破壞將導(dǎo)致土地生產(chǎn)力下降、水質(zhì)惡化、洪澇災(zāi)害加劇等一系列生態(tài)環(huán)境等問題，嚴(yán)重制約著人類可持續(xù)發(fā)展。因此，非常有必要開展區(qū)域土壤侵蝕定量預(yù)測研究。

目前運用較廣泛的經(jīng)驗土壤侵蝕評價模型包括通用土壤流失方程(USLE)和修正的通用土壤流失方程(RUSLE)。但在利用USLE/RUSLE模型進行土壤侵蝕定量預(yù)測時,這些模型往往采用的年總降雨量計算降雨侵蝕力因子，而沒有考慮各季度中降雨出現(xiàn)的不均勻性問題；在計算植被覆蓋度因子時，往往采用年平均或具體某一天的植被覆蓋度值，而沒有考慮植被覆蓋度隨著季節(jié)改變而出現(xiàn)的變化特征。此外，對于水土保持措施因子來說，常用的經(jīng)驗?zāi)Ｐ痛蠖疾捎靡恍┙?jīng)驗值。但坡度因素顯然對水土保持措施因子的效果具有重要影響。因此，考慮季節(jié)特征變化和坡度對RUSLE模型各土壤侵蝕評價因子的影響以提高區(qū)域土壤侵蝕評價效果成為當(dāng)前值得關(guān)注的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述RUSLE模型中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于RUSLE的區(qū)域土壤侵蝕定量評價方法。該方法包括以下步驟：

S1：收集整理研究區(qū)域相關(guān)的多源數(shù)據(jù)；

S2：對多源數(shù)據(jù)預(yù)處理，并提取季節(jié)性降雨侵蝕力R_i因子、季節(jié)性植被覆蓋與管理因子C_i因子和考慮坡度的水土保持措施P_SUSLE因子以及其他土壤侵蝕評價因子，并在ARCGIS軟件中統(tǒng)一各評價因子的空間分辨率；

S3：基于各評價因子和RUSLE模型構(gòu)建SUSLE模型，獲取研究區(qū)各柵格單元土壤侵蝕量，并將研究區(qū)分為極低、低、中、高和極高等五個侵蝕等級，獲取土壤侵蝕分級圖。

進一步地，步驟S1中的多源數(shù)據(jù)包括研究區(qū)雨量站點的日降雨量矢量數(shù)據(jù)、土的物理性質(zhì)矢量數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型(DEM)柵格數(shù)據(jù)和Landsat TM遙感影像。

進一步地，步驟S2中通過對多源數(shù)據(jù)進行預(yù)處理來提取季節(jié)性降雨侵蝕力R_i因子、季節(jié)性植被覆蓋與管理因子C_i因子和考慮坡度的水土保持措施P_SUSLE因子以及其他土壤侵蝕評價因子。具體的步驟如下：

S21：通過對研究區(qū)雨量站點的日降雨量矢量數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，根據(jù)Wischmeier等提出的基于多年月均和年均降雨量的降雨侵蝕力R值計算公式來得到各雨量站點下的各季節(jié)降雨侵蝕力R_i值，并在ARCGIS軟件中通過反距離權(quán)重插值方法來得到各季節(jié)降雨侵蝕力R_i因子圖。Wischmeier等提出的R值計算公式如下：

式(1)中：R為多年平均降雨侵蝕力因子；i是月份；p_i是第i月均降雨量；p為年均降雨量。