单流向算法与多流向算法下土壤侵蚀因子的比较研究.pdf

《单流向算法与多流向算法下土壤侵蚀因子的比较研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、)卷第6期测绘科学Vo1．39NO．64年O6月ScienceofSurveyingandMappingJun．单流向算法与多流向算法下土壤侵蚀因子的比较研究胡璐锦。，王亮，陶坤旺。(1．兰州交通大学，兰州730070；2．中国测绘科学研究院，北京100830)摘要：本文分别论述了单流向算法与多流向算法下土壤侵蚀因子提取的基本原理、计算模型以及计算流程，并以陕北黄土丘陵区为实验区域，以30m分辨率DEM数据作为基础数据，对比分析了单流向算法与多流向算法下土壤侵蚀因子的空间结构特征与空间数据统计特征。实验结果表明，多流向算法具有与DEM相似的空间结构特征即

2、表面光滑连续特性；空间数据统计分析表明，单流向算法与多流向算法对土壤侵蚀因子的计算影响，在土壤侵蚀因子计算值较小区域有显著性差异。关键词：土壤侵蚀因子；单流向算法；多流向算法；DEM【中图分类号】P237．9【文献标识码】A【文章编号】1009—2307(2014)06—0035—05公式获取土壤侵蚀地形因子_6]。对于坡度坡长因子引言的提取，国外学者进行了一系列的研究_8=，而国土壤侵蚀地形因子是指对土壤侵蚀具有明显内学者侧重于LS因子计算公式的区域适应性、地作用，并能够利用DEM直接或者间接提取方性与改正性，根据各自的试验区观测资料，建可应用于土壤侵

3、蚀定量评价的地形指标口]。在立坡长坡度因子LS的计算公式。。对LS因子侵蚀学以及坡面水文学中，一般将土壤侵蚀提取算法的研究多侧重使用单流向提取算法提取中的地形因子分为坡度因子(Slopesteepness坡度、坡长进而进行LS因子计算[16183，同时还有·r)与坡长因子(SlopeLengthfactor)即LS因相关研究采用ArcGIS软件提取坡度坡长，进行。在土壤侵蚀评价模型——通用土壤流失方LS因子计算[1920]。(theUniversalSoilLossEquation，USLE)模上述相关土壤侵蚀因子提取算法中多采用单其改正模型(Revis

4、edUniversalSoilLoss流向算法，同时在ArcGIS软件中也采用单流向算ttion，RUSLE)[4中，坡度坡长因子LS作为法进行相关的水文模拟分析，而在真实的地面上个影响因子(R，K，L，S，C，P)中的2个重水流方向并不惟一，且流向算法的相关研究子，在土壤侵蚀预测与评价中占据重要的表明在水流分配策略中，多流向算法较单流向算法更为优化，因此本文在单流向土壤侵蚀因子计土壤侵蚀地形因子LS的计算，根据土壤侵蚀算模型基础上，进行了多流向土壤侵蚀因子算法过程范围的不同分为不同的尺度：坡面尺度、的设计，以及单流向与多流向算法的比较分析。尺度与大区域

5、尺度。在坡面尺度上，可直接2单流向土壤侵蚀因子计算模型实测坡长与实测坡度通过计算公式获取LS因而在流域与区域尺度上，需要通过高精度土壤侵蚀因子LS的提取主要依赖于3部分的I数据进行坡长、坡度提取进而根据因子计算计算：单元栅格坡度计算，单元栅格坡长计算以及最终的LS因子值的计算。水流算法对坡度与坡作者简介：胡璐锦(1987)，女，陕西长的提取产生一定的影响，而LS因子最终计算公西安人，硕士研究生，主要从事DEM式中两者相同。考虑到算法的简易性与广泛性，数字地形分析与地形三维可视化研究。本文选取的单流向算法为最大坡降算法_8]，即D8E—mail：huluj

6、in5388@163．com算法。2．1单流向坡度计算模型收稿日期：2012—7—17基金项目：国家科技支撑项目D8算法的水流分配原理为：水流流向为八方(2012BAH24B00)向中坡降值最高的方向，其中每个中心栅格单元36测绘科学第39卷具有惟一的下游水流单元r10．8sin0+0．360<5。和多个上游水流单元，如圜留S一16．8sin0—0．55。≤0<10。(3)图1所示。【21．9sin0+0．960≥10。a栅格DEMb单流向水流分配利用D8算法进行栅0≤1。图1单流向水流分配规则格坡度计算的基本原理⋯2．一㈤为：以中心栅格单元为待计算栅格

7、，计算中心栅格与其八方向的距离权值高程差，即对角线方向0≥5。的栅格距离权为l／√2，而坐标轴方向距离权为1，基于单流向算法进行LS因子提取的主要流程计算最大距离权高程差方向的坡度值，计算公式为：①进行DEM洼地填充；②计算单流向的水流如式(1)所示。其次为了确保坡度栅格与边界河网矩阵；③按照单流向的栅格坡度改进算法进行坡的连通性，当坡度为0时，栅格点坡度设置度提取，基于3×3窗口依次循环计算DEM栅格为0．1。坡度；④按照单流向非累计径流算法进行坡长提广，——‘y、]取；⑤根据栅格坡度与累积坡长值计算LS因子。S一atanlmaxf1l(i=1，2，⋯

8、，8)L＼／．』3多流向土壤侵蚀因子计算模型(1)式中，s为待求中心栅格的坡度，