基于DEM和实测数据的小流域土壤水分模拟

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1、摘要黄土高原是我国水土流失最为严重的地区之一。为了改善该地区的生态环境，我国在黄土高原开展了大面积的退耕还林和植树种草工作。而生态建设中植被类型和结构的确定主要取决于土壤水分。因此，一个地区土壤含水量及其分布状况成为区域生态环境建设评价的主要因素之一。本文以陕西省安塞县县南沟流域连续逐月采集的土壤水分数据为数据基础，借助数字地形分析方法，同时采用单流向算法和多流向算法计算得到县南沟流域的地形湿度指数，将地形湿度指数和实测土壤水分数据进行集成，据此分析土壤水分与地形湿度指数的相关性。通过对比它们与土壤水分的相关关系来分析单流向算法和多流向算法计算得到的地形湿度指数质量的优劣，

2、提出利用地形湿度指数模拟土壤水分的最佳流向算法。为了实现对整个县南沟流域的土壤水分模拟，本文还考虑了影响土壤水分的其他环境变量如坡向和土地利用类型，研究了利用地形湿度指数、坡向、土地利用类型模拟土壤水分的方法，同时利用实测的土壤水分数据构建土壤水分模拟模型，并对模型魄精度进行了评价。然后考虑到利用计算地形湿度指数算法程序和ArcGIS等相关软件相结合的方法模拟土壤水分，操作过程相对复杂，且容易出错。因此，本文基于模拟土壤水分的基本算法，结合软件开发的方法，开发出了小流域土壤水分模拟模型。该模型操作简单，自动化与人工干预相结合，实现了土壤水分栅格图像的生成与输出。最后本文利用

3、开发出的土壤水分模拟模型完成了2008年5月一10月县南沟流域土壤水分的模拟，初步分析了县南沟流域土壤水分空间分布特征及其动态变化规律，并对土壤水分的现状进行了评价。关键词：ArcObjects；地形湿度指数；流向算法；土壤水分模拟ModellingtheSoilMoisturebasedonDEMandSoilMoistureSamplingDataAbstractTheLoessPlateauisthemostserioussoilerosioninChina．Inordertoimprovetheecologicalenvironment．ourcountrylaun

4、chedalargescopeworksofreturningfarmlandtoforestsandplantingtreesandgrassattheLoessPIateau．Becausethedeterminationofvegetationtypesandstructureinecologicalconstructionmainlydependsonsoilmoisture．thesoilmoisturecontentanditsdistributionbecomeoneofthemainfactorsofevaluationofregionalecologica

5、lenvironment．InthisPaper，basedonthesoilmoisturedatasampledatXiannangouWatershedinAnsaiCountyofShaanxiProvineemonthbymonth，usingdigitalterrainanalysismethods，calculatedthetopographicwetnessindexofXiannangouWatershedbyusingthesingleflowdirectionalgorithmandmultipleflowdirectionalgorithmatthe

6、sametime．accordingtothedatawhichcombinedwithsamplesoilmoisturedataandtopographicwetnessindexdata,analyzedthecorrelationofsoilmoistureandtopographicwetnessindex．Thenanalyzedthequalityofsingleflowdirectionalgorithmandmultipleflowdirectionalgorithmbycomparingthecorrelationofsoilmoistureandthe

7、irtopographicwetnessindex，putforwardthebestflowdirectionalgorithmtosoilmoisturesimulation．InordertoachievesoilmoisturesimulationoftheentireXiannangouWatershed，thisPaperalSOtakesotherenvironmentalvariablessuchasaspectandland．usetypeswhichimpactthesoilmoisturein