基于无人机高分数据的紫色土坡耕地微地貌演化过程研究--%5En，’_ %5E%3F

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1、分类号：Ｐ２３４．１单位代码：１０６３６密级：公开学号：２０１５１１０５００３＿範上＃硕士学位论文（§）中文论文题目：基于无人机高分数据的紫色土坡耕地微地貌演化过程研究英文论文题目：ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＰｒｏｃｅｓｓｏｆＬａｎｄｆｏｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＳｌｏｐｅＦａｒｍｌａｎｄｉｎＰｕｒｐｌｅＨｉｌｌＲｅｇｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＵＡＶＨｉｇｈＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＩｍａｇｅ论文作者：杨超指导教师：徐霞苏正安专业名称：遥感技术与应用研究方向：资源环境遥感

2、所在学院：地理与资源科学学院：论文提交日期＿２０１８年３月２５日论文答辩日期：２０１８年５月２６日本论文受自然科学基金青年基金（41401313）“水蚀和耕作侵蚀交互作用对紫色土坡耕地微地貌变化的影响”；国家重点研发项目专题(2017YFC0505102)“冲沟发育区生态综合治理与乡土植被恢复技术试验示范”；973项目课题（2015CB452704）“横断山地水土作用失衡机制与灾害风险评价”；四川省应用基础项目（2014JY0067）“攀枝花矿区弃渣场水土流失机理及植被恢复治理模式研究”；四川师范大学2017年研究生优秀论

3、文培育基金项目（川师研（2017）17号-42）联合资助完成。特此感谢！中文摘要基于无人机高分数据的紫色土坡耕地微地貌演化过程研究遥感技术与应用专业研究生杨超指导教师徐霞苏正安摘要耕作侵蚀和水力侵蚀是发生在坡耕地上的两种重要土壤侵蚀类型。长时间尺度的耕作侵蚀过程导致坡耕地地形逐渐发生改变，坡耕地微地形的改变会影响地表径流的流态、作用范围和强度，从而影响水力侵蚀过程，与此同时，水力侵蚀也会影响耕作侵蚀的强度和空间分布格局，耕作侵蚀和水力侵蚀之间相互作用，相互影响。通过无人机近景摄影测量的方法，能够快速获取研究区正射影像和高程点云数据，进而生

4、成高精度的数字高程模型（DigitalElevationModel），该方法是监测微地形演变过程的一种高效可行的技术。将无人机近景摄影测量技术与径流水动力学参数进行耦合分析，能够较好的揭示坡耕地土壤侵蚀过程和机理。本文以5°、10°、20°的紫色土坡耕地为研究对象，分别进行5次、10次和15次强度的模拟耕作试验，在此基础上采用60L/min的流量进行三轮放水冲刷试验。首先，采用无人机近景摄影测量技术监测试验前后紫色土坡耕地小区的地形数据，比选生成高精度DEM数据的最优方法。其次，通过生成高质量DEM数据监测试验前后地形坡面变化过程，计算土

5、壤流失体积，并采用插钎法测量土层深度变化，验证近景摄影测量技术测定地形变化的准确度，进而推算不同坡度条件下的紫色土坡耕地耕作侵蚀速率和水力侵蚀速率。最后，通过实测放水冲刷试验过程中的径流流速、流深、流宽和水温等数据，推算不同坡度和耕作强度条件下的径流水动力学参数变化，将径流小区径流能耗值与无人机监测的微地形演变数据进行耦合分析。研究结果表明：（1）采用无人机摄影测量技术生成高程点密集点云，在插值点数量足够多时，各种插值方法生成的DEM数据精度相差不大，能够满足本试验要求；（2）采用无人机近景摄影测量技术能够准确监测地形变化，其测算结果与插

6、钎法比较接近，且通过计算土壤流失体积推算土壤侵蚀速率的方法比较可靠，精度较高；（3）模拟耕作试验结果表明，紫色土坡耕地在坡度为5°、10°、20°条I四川师范大学硕士学位论文件下平均耕作侵蚀速率分别为69.85、131.45、155.34t/(hm2·tillagepass)，耕作侵蚀速率随坡度增加呈增加趋势，随着耕作次数增加则呈逐渐减小的趋势；（4）放水冲刷试验结果表明，紫色土坡耕地在坡度为5°，10°和20°条件下平均水力侵蚀速率分别为1892.52、2961.76、4405.93t/(hm2·h)，水力侵蚀速率与坡度呈正相关关系，与

7、此同时，随着耕作强度的增加，水力侵蚀也呈逐渐增大的趋势，表明耕作侵蚀对水力侵蚀有加速作用；（5）不同坡度和耕作强度条件下，不同部位的径流水动力学参数在时空的变化规律略有差异。该研究为紫色土坡耕地在耕作侵蚀和水力侵蚀交互作用下的地形演变监测提供了新技术，同时为紫色土坡耕地复合侵蚀作用下的土壤侵蚀过程和动力学机制研究提供数据支撑。关键词：无人机；地形演变；耕作侵蚀；水力侵蚀；侵蚀速率；水动力学参数II英文摘要StudyontheProcessofLandformEvolutionofSlopeFarmlandinPurpleHillRegio

8、nBasedonUAVHighResolutionImageMajor:RemoteSensingTechnologyandApplicationMA.Sc.Candidate:YangCha