基于GIS和USLE模型的土壤侵蚀定量研究
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基于GIS与RUSLE的土壤侵蚀量时空变化分析李雪莹;杨俊;杨阳;王雪【摘要】基于修正的土壤流失方程(RUSLE),运用RS和GIS技术对葫芦岛市的土壤侵蚀状况进行分析.结果表明,葫芦岛市年均土壤侵蚀量17867598.32 t,年均土壤侵蚀模数为16.13 t/(hm2×a),属于轻度侵蚀.葫芦岛市中度侵蚀以上的土壤侵蚀面积占总侵蚀面积的11.31%,土壤侵蚀模数占总侵蚀量的40.17%.中度侵蚀以下的土壤侵蚀面积占总侵蚀面积的88.96%,土壤侵蚀量占总侵蚀量的59.83%,研究区土壤侵蚀空间差异性大.分析土壤侵蚀与坡度和土地利用之间的关系表明,6°~25°为研究区主要侵蚀坡度段,裸土地、旱地、林地和草地是研究区土壤侵蚀的主要发生区,葫芦岛市应将其列为水土保持重点治理对象,采取有效措施,改善土壤侵蚀现状.【期刊名称】《地理空间信息》【年(卷),期】2016(014)004【总页数】5页(P65-69)【关键词】土壤侵蚀;RUSLE;GIS;葫芦岛市【作者】李雪莹;杨俊;杨阳;王雪【作者单位】北京师范大学地理学与遥感科学学院,北京 100875;辽宁师范大学城市与环境学院,辽宁大连116029;北京师范大学地理学与遥感科学学院,北京100875;北京师范大学减灾与应急管理研究院,北京 100875【正文语种】中文【中图分类】P273土壤侵蚀是指地球表面土壤及其母质在重力、水力、风力、冻融、人类不合理生产活动等自然因素和人为因素的综合作用下所发生的各种破坏、分离(分散)、搬运(移动)和沉积现象,是最敏感的生态致灾因子之一,一直是水土保持研究的重点[1-6]。
我国对土壤侵蚀的研究多集中于大尺度区域,小尺度区域的研究较为薄弱[7-15]。
本文针对葫芦岛市的土壤侵蚀问题,运用修正的RUSLE模型与GIS技术相结合,进行土壤侵蚀量估算,分析其侵蚀现状和空间分布特征,为葫芦岛市土壤侵蚀的预测预报和防治提供科学依据[16-21]。
应用USLE模型与地理信息系统IDRISI预测小流域土壤侵蚀量的研究一、本文概述本文旨在探讨应用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)工具IDRISI在预测小流域土壤侵蚀量方面的应用。
土壤侵蚀是一个全球性的环境问题,它不仅导致土地资源的退化,还影响生态系统的稳定和水资源的可持续利用。
因此,准确预测和评估土壤侵蚀量对于制定有效的土壤和水资源管理措施至关重要。
USLE模型是一种基于物理过程的土壤侵蚀预测模型,它能够根据地形、气候、土壤、植被覆盖等因素计算潜在土壤侵蚀量。
而IDRISI 作为一款强大的GIS软件,提供了丰富的空间分析工具和模型,能够有效地处理和分析地理数据,提高土壤侵蚀预测的精度和效率。
本研究将首先介绍USLE模型的基本原理和参数设置,然后阐述如何利用IDRISI进行数据处理和空间分析,包括地形因子的提取、气候和土壤数据的整合、植被覆盖度的计算等。
在此基础上,将构建基于USLE模型和IDRISI的土壤侵蚀预测模型,并对某一具体小流域进行实证研究,验证模型的有效性和实用性。
通过本研究,期望能够为小流域土壤侵蚀的预测和管理提供科学依据和技术支持,促进土地资源的可持续利用和生态环境的改善。
也期望通过这一研究,能够推动USLE模型和GIS技术在土壤侵蚀领域的更广泛应用和深入发展。
二、USLE模型理论基础土壤流失方程(Universal Soil Loss Equation,简称USLE)是由美国农业部于20世纪60年代开发的,用于预测和评估由于降雨和径流引起的土壤侵蚀量的经验模型。
USLE模型自推出以来,在全球范围内得到了广泛应用,并被认为是评估土壤侵蚀风险、制定水土保持措施和进行流域管理的重要工具。
USLE模型基于土壤侵蚀的物理过程,将土壤侵蚀量(A)表示为降雨侵蚀力(R)、土壤可蚀性(K)、坡度长度和坡度(LS)、植被覆盖和管理因子(C)以及水土保持措施因子(P)的函数。
GIS支持下的土壤侵蚀定量遥感监测模型及应用摘要:遥感监测模型的构建和应用离不开GIS技术,笔者结合实际工作经验,在本文中分析了GIS技术支持下,以定量遥感监测构建区域土壤侵蚀模型及其应用。
关键词:土壤侵蚀;定量遥感;GIS;模型土壤侵蚀是常见的环境危害性问题,其引发原因有复杂的人文、地理因素影响,例如降雨、土壤结构、地形构成、人为活动等,因此有必要以专业化的监测手段防止土壤侵蚀对环境和人类生存造成的不利影响。
相较于传统的以人力人为活动监测,现在普及应用的遥感技术能够收集更丰富的综合信息,以较强的实时性、较高效准确的动态性数据收集,发挥对土壤侵蚀问题的监测优势。
1土壤侵蚀的研究和监测土壤侵蚀是指土壤及其表层岩石等母质,因为各种营力作用和人类活动影响,而导致土壤结构成分除一般流失速率外,还在原位置有了更快速的流失。
其外营力影响有风力、水力、重力、融冻等因素导致的土壤侵蚀,其内营力影响主要为土壤结构和构成等。
我国的大部分区域为亚热带季风气候条件,土壤侵蚀类型以面蚀、溅蚀、沟蚀等水力侵蚀为主[1]。
1.1土壤侵蚀的研究类型依据土壤侵蚀的研究模型类别,将其分为对坡面、小流域、流域、全球范围土壤和其他区域的侵蚀研究;依据土壤侵蚀的研究手段,将其分此定性、半定量和定量这三类研究;依据土壤侵蚀的研究科目方法,将其分为以测量学、水力学、地貌学、土壤学、地球综合学等方法的研究。
1.2土壤侵蚀的监测模型构建1.2.1监测模型分类为加强土壤侵蚀的分析准确性,一般利用模型模拟的方式,让对土壤的综合分析能够更加直观化。
根据模型构建中的数据来源和构建方法,可将其分为概念模型、经验模型和物理模型这三类。
经验模型的观测数据分析对操作者的经验有更高的依赖性,而对计量数据的要求较低,因此在数据条件不足时有很好的应用效果;但其假设可能不够合理,对区域土壤的物理机制、空间异质性等的综合考虑都不足[2]。
物理模型与经验模型有很大不同,其构建基础为区域的自然机制和物理数据计算,要求模型能够真实描述区域的土壤情况,并保障各个参数选择能够严格遵守相关的物理能动量方程,以明确、可量测的、具有空间异质性的参数来构建区域土壤的监测模型,具有很好的准确性和真实性;但其大量参数计算和分析的要求,也大大增加了计量和处理的数据量增加,可能因过参数化、复杂计算、结果难检验等问题而影响了监测模型的正常利用。
基于USLE模型的大方县1990-2015年土壤侵蚀变化分析杨建;周秋文;韦小茶;杨娟【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2018(000)002【摘要】对贵州省大方县1990-2015年土壤侵蚀量进行研究,为该地的水土保持和石漠化治理等工作提供依据.基于GIS/ENVI技术和方法,结合USLE土壤侵蚀模型,利用1990、2010、2015年的土地利用数据、1990-2015年的日降雨量、DEM等数据估算大方县的土壤侵蚀模数.在研究1995年小于容许土壤流失量(500t·m-2·a-1)的土地面积达874km2,占全县侵蚀总面积的50.37%,轻度侵蚀面积为497km2,占比达28.64%,中度、强烈、极强烈和剧烈土壤侵蚀量强度较小,占土壤侵蚀量总强度的20.99%.【总页数】3页(P18-19,44)【作者】杨建;周秋文;韦小茶;杨娟【作者单位】贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳 550025;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳 550025;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳 550025;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】S157.1【相关文献】1.基于遥感和USLE模型的2000-2010年甘肃省土壤侵蚀变化评价 [J], 王莉娜;李文龙;王素芳;陈迪;许静2.基于GIS与RUSLE的土壤侵蚀量时空变化分析 [J], 李雪莹;杨俊;杨阳;王雪3.基于RUSLE模型的铜仁地区1987—2015年土壤侵蚀时空特征 [J], 胡先培;曾成;钱庆欢;王权;李阳兵4.基于USLE模型的2001—2015年江西省土壤侵蚀变化研究 [J], 周夏飞;马国霞;曹国志;於方;周颖;贾倩;张宇航5.基于RUSLE模型的2000—2010年长江三峡库区土壤侵蚀评价 [J], 王萌;刘云;宋超;李春蕾;肖文发因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
三岔河流域基于RUSLE模型与GIS的土壤侵蚀模数作者:刘雪枚刘爽来源:《中国科技纵横》2019年第04期摘要:对于喀斯特地区进行土壤侵蚀定量研究,可以为水土流失防护与治理工作提供科学理论指导。
目前,在GIS技术的支持下,结合日降雨量数据、土壤类型、土地利用、DEM、MODIS-NDVI等数据,利用RUSLE模型可以快速地估算研究区域内的土壤侵蚀量。
经计算,三岔河流域内的土壤侵蚀在0-5493.48t/(km2·a)之间,其中,70%以上地区属于轻度侵蚀,但问题仍然严峻。
关键词:土壤侵蚀;三岔河;RUSLE;GIS中图分类号:S157 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)04-0014-03水土流失作为一个常见的现象,已经广泛引起各国政府及专家学者的注意。
一个国家的水土流失现象的加剧与缓解,不仅直接关系到农林牧生产,而且影响到资源利用与环境保护、防灾减灾,乃至社会的发展和进步。
深入研究不同自然和社会条件下水土流失的区域分布规律,能为水土流失防治宏观决策的制定提供理论依据和信息基础资料。
1 研究区概况三岔河为乌江南源一级支流,位于东经104°54'~106°24'、北纬26°06'~27°00'之间,流域面积为5968km2,流域地势呈现西高东低的空间格局,海拔在911~2330m范围波动。
2 数据与方法2.1 数据来源本研究采用的基础数据包括:研究区30×30m的数字高程模型(DEM),3个县级气象站点2007-2017年的日降雨数据,2015年研究区土地利用数据,2015年月合成NDVI数据,空间分辨率为500m,1:5万土壤类型图,以及联合国粮农组织和维也纳国际应用系统研究所构建的世界土壤特征数据库。
2.2 土壤侵蚀模型RULSE(Revised Universal Soil Loss Equation)是1997年由Renard K G和Foster G R俩人在修正USLE土壤流失方程的基础上建立的,通过结合GIS与RS技术,在实用性和综合能力方面相比较原有的ULSE得到了更大的提升。
第33卷第6期2013年12月水土保持通报Bulletin of Soil and Water ConservationVol.33,No.6Dec.,2013 收稿日期:2013-01-24 修回日期:2013-03-25 资助项目:国家自然科学基金项目(41261112;41101126;41301652);甘肃省科技支撑计划项目(1304FKCA067);教育部博士点基金项目(20120211120026);国家社会科学基金项目(11BSH059);西北师范大学青年教师科研能力提升计划项目(NWNU-LKQN-10-20) 作者简介:鹿晨昱(1981—),男(汉族),甘肃省兰州市人,博士,副教授,主要从事GIS与空间分析方面的研究。
E-mail:lcy19810507@163.com。
基于GIS的太原市土壤侵蚀定量研究鹿晨昱1,张琳1,2,薛冰2,3,张子龙3,逯承鹏2,3,李勇进3(1.西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州730070;2.中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳110016;3.兰州大学中国西部循环经济研究中心,甘肃兰州730000)摘 要:基于GIS和RS技术,采用修正版的通用土壤流失方程(RUSLE),在对区域土壤侵蚀影响因子进行分析的基础上,对太原市土壤侵蚀进行定量研究,并根据土壤侵蚀强度进行了分级。
结果表明,太原市土壤侵蚀以微度和轻度所占比例最大,主要分布在中南部的林地,以及东部和南部的以梯田为代表的耕地地带(坡耕地除外),约占市区总面积的1/2以上。
土壤侵蚀较严重的地带主要分布在北部以及边缘地带。
其中,荒草地、裸岩石砾地等未利用地的侵蚀强度最大,其次是建设用地、水体和耕地,林地的侵蚀强度最小。
总体上看,太原市大部分地区的土壤侵蚀程度相对较低,土地利用状况相对较为合理,但亦有一部分地区的土壤侵蚀较为严重,尽管所占面积较小,但不可忽视。
关键词:土壤侵蚀;地理信息系统;降雨;植被;地形文献标识码:A 文章编号:1000-288X(2013)06-0247-05 中图分类号:S157.1GIS-Based Quantitative Study of Soil Erosion in Taiyuan CityLU Chen-yu1,ZHANG Lin1,2,XUE Bing2,3,ZHANG Zi-long3,LU Cheng-peng3,LI Yong-jin3(1.College of Geography and Environment Science,Northwest Normal University,Lanzhou,Gansu730070,China;2.Institute of Applied Ecology,Chinese Academy of Sciences,Shenyang,Liaoning110016,China;3.Research Center for Circular Economy of Midwest China,Lanzhou University,Lanzhou,Gansu730000,China)Abstract:Based on GIS and RS,aquantitative research on soil erosion in Taiyuan City is undertaken byRUSLE.The paper analyses the impact factors of soil erosion.At last,a new classification of soil erosion inTaiyuan City is put forward.The results show that most part of Taiyuan City are dominated by little orslight erosion,which is mainly distributed in the forest area in the middle and southern regions and in the ar-able land such as terrace(except slope land)in the eastern and southern regions,accounting for over half ofthe total area,while the intense soil erosion is mainly taken place in the north and the remote marginal area.The most severe erosion is found in the unused land,such as wild grassland and bare land,less severeerosion in the construction land and arable land,and the slight soil erosion in the forest.Generally,the soilerosion in Taiyuan City is acceptable and land utilization is suitable,while the part of severely soil erosion isnot ignorable.Keywords:soil erosion;GIS;rainfall;vegetation;terrain 土壤侵蚀是土地退化的根本原因,也是导致生态环境恶化的重要因素。
第33卷第5期2013年10月水土保持通报Bulletin of Soil and Water ConservationVol.33,No.5Oct.,2013 收稿日期:2013-01-09 修回日期:2013-03-14 资助项目:国家自然科学基金项目“黄土坡面细沟发育过程的三维CA数值模拟”(41001158),“鄱阳湖水量平衡变化的水环境效应与调控”(41271500);虚拟地理环境教育部重点实验室开放基金“基于GIS和RS的鄱阳湖流域农业非点源污染”(2010VGE05) 作者简介:原立峰(1978—),男(汉族),山西省太原市人,博士,副教授,主要从事地表过程分析与模拟、遥感和GIS应用方面的教学和研究工作。
E-mail:yuanlifeng7833@126.com。
通信作者:杨桂山(1965—),男(汉族),江苏省兴化县人,博士,研究员,主要从事区域环境变化与灾害影响、资源利用与环境效应研究。
E-mail:gsyang@niglas.ac.cn。
基于GIS和USLE的鄱阳湖流域土壤侵蚀敏感性评价原立峰1,2,3,杨桂山2,李恒鹏2,张增信4,蒋志远1,刘星飞1(1.南京邮电大学地理与生物信息学院,江苏南京210003;2.中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京210008;3.虚拟地理环境教育部重点实验室,江苏南京210046;4.南京林业大学江苏省林业生态工程重点实验室,江苏南京210037)摘 要:水土流失是鄱阳湖流域严重的生态环境问题。
以USLE模型为基础,结合鄱阳湖流域自然环境特征,确定评价指标及其分级标准。
运用GIS技术,实现研究区土壤侵蚀敏感性综合评价,揭示其流域空间分异特征及规律,并对流域土壤侵蚀产生的原因进行分析,提出了调控措施。
研究表明:流域土壤侵蚀敏感性主要以中度和高度敏感为主,不敏感、轻度和极度敏感所占比例较少。
从空间分布上来看,极敏感地区集中分布在赣东南部的宁都县和会昌县,赣中吉安县和泰和县,赣西北的万载县,赣东北的德兴市和上饶市;高度敏感地区主要分布在赣江、抚河、信江、饶河及修水这5条河流域中、上游河流两岸和鄱阳湖滨湖地区,以及坡度<25°的坡耕地、疏幼林地;中度敏感性地区分布面积最广,在整个流域内各地貌和用地类型(除水域外)上均有分布;轻度敏感性地区主要分布在赣西南的井冈山市、万安县、赣县、大余县一带,呈月牙形分布;不敏感地区以鄱阳湖及五河沿线向四周呈辐射状分布,还包括赣西北的拓林水库、赣西江口水库和赣东洪门水库等区域。
基于USLE和GIS的水土流失敏感性空间分析以河北太行山区为例一、本文概述本文旨在利用通用土壤流失方程(USLE)和地理信息系统(GIS)工具,对河北太行山区的水土流失敏感性进行空间分析。
通过结合这两种强大的工具,我们希望能够更准确地评估该地区的水土流失风险,为土地管理、环境保护和可持续发展提供决策支持。
河北太行山区是我国重要的生态屏障,但由于地形复杂、气候多变、人类活动频繁,水土流失问题日益严重。
因此,开展水土流失敏感性空间分析对于该地区的生态保护和可持续发展具有重要意义。
本文首先介绍了USLE的基本原理和计算过程,包括降雨侵蚀力因子、土壤可侵蚀性因子、坡长坡度因子和植被覆盖与管理因子的确定方法。
然后,我们详细阐述了如何利用GIS技术进行空间数据处理和分析,包括地形数据的提取、土壤数据的分类、降雨数据的空间插值等。
在方法部分,我们将详细介绍如何结合USLE和GIS进行水土流失敏感性空间分析的具体步骤。
包括建立水土流失敏感性评价模型、确定评价因子权重、计算敏感性指数等。
我们将以河北太行山区为例,展示水土流失敏感性空间分析的结果,并分析其空间分布特征和影响因素。
通过本文的研究,我们期望能够为该地区的水土流失防治工作提供科学依据和技术支持。
二、研究方法和数据来源本研究采用修正的通用土壤流失方程(USLE)与地理信息系统(GIS)相结合的方法,对河北太行山区的水土流失敏感性进行空间分析。
USLE作为一种广泛使用的土壤侵蚀预测模型,其通过综合考虑降雨侵蚀力、土壤可蚀性、坡长坡度、植被覆盖及管理措施等因素,为水土流失的定量评估提供了有效工具。
结合GIS的空间分析功能,我们能够更加精准地识别和评估水土流失敏感区域,为区域水土保持和生态环境建设提供科学依据。
在具体操作中,我们首先利用GIS平台,对河北太行山区的地形地貌、土壤类型、植被分布等基础数据进行整合与预处理。
然后,基于USLE模型,构建水土流失敏感性评估模型,将各项影响因子进行量化并整合到GIS平台中。
基于RUSLE模型的土壤侵蚀时空变化及其影响因子—以粤港澳大湾区为例目录1. 内容概览 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 研究目标与内容 (5)2. 相关理论与研究方法 (6)2.1 RUSLE模型的原理 (7)2.2 土壤侵蚀的概念 (8)2.3 时空数据处理方法 (10)2.4 影响土壤侵蚀的主要因素 (11)3. 粤港澳大湾区概况 (12)3.1 地理与气候特征 (13)3.2 土地利用状况 (14)3.3 土壤侵蚀历史与现状 (15)4. RUSLE模型在粤港澳大湾区的应用 (16)4.1 数据收集与预处理 (17)4.2 模型参数选择与验证 (19)4.3 土壤侵蚀模拟结果 (21)5. 土壤侵蚀时空变化分析 (22)6. 影响土壤侵蚀的主要因素分析 (23)6.1 土地利用变化 (25)6.2 降水量变化 (26)6.3 人为活动因素 (27)6.4 气候变化影响 (28)7. 土壤侵蚀对粤港澳大湾区的影响 (30)7.1 对生态环境的影响 (31)7.2 对农业生产的影晌 (33)7.3 对水资源的影晌 (34)7.4 对沿海地区的影响 (35)8. 土壤侵蚀控制与生态恢复策略 (36)8.1 植被恢复策略 (37)8.2 排水系统和防蚀工程 (38)8.3 土地管理与规划 (40)8.4 政策与法规建议 (41)9. 结论与建议 (43)9.1 研究结论 (44)9.2 技术建议 (45)9.3 未来研究展望 (47)1. 内容概览本文旨在探讨土壤侵蚀的时空变化特征及其影响因素,土壤侵蚀不仅是全球性的环境问题,也对区域经济发展和生态系统服务质量产生深远影响。
粤港澳大湾区作为中国经济最活跃的区域之一,其土壤侵蚀问题对其可持续发展构成挑战。
本文首先介绍了RUSLE模型的理论基础、模型结构和工作原理,以及在大湾区应用该模型的必要性和可行性。
通过收集和分析环境、地形、土壤、降水和植被覆盖等关键数据,利用遥感技术对大湾区的土壤侵蚀状况进行时空动态监测。