基于GIS和RS的沂河上游重点地区土壤侵蚀监测方法研究

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土壤侵蚀是人类发展过程中所面临的重大环境问题,已经危及到人类的生存,越来越受到世界各国政府及科技工作者的关注.土壤侵蚀的研究,与人类自身的生存、发展息息相关,已经成为21世纪国际土壤学、农业科学及环境科学界共同关注的热点问题,开展土壤侵蚀的研究具有极其重要的意义.
　　沂河发源于山东省淄博市沂源县,是山东省第二大河.沂源县地处沂河上游地区,是水利部确定的全国水土流失重点治理县.本研究以刘宝元等建立的中国土壤流失方程(China Soil Loss Equation)为基础,利用2009年4月份SPOT10m分辨率多波段影像和2.5m分辨率全色影像为基础遥感数据,ASTER GDEM30m分辨率DEM数据为地形数据来源,山东省1:50万土壤图为土壤数据来源,另外结合其它调查统计资料,在GIS软件和遥感图像处理软件的支持下,将所有基础数据,经过几何校正和投影变换等操作后,转换为相同的参考基准,便于进行数据的叠加分析.
　　本研究利用水利部推广的网格抽样调查法,对沂源县整个研究区域进行4级网格划分,其中第三级网格为5km×5km网格,4级网格为将3级网格进行5×5划分,位于三级网格中心的1km×1km的网格称为基本抽样单元.通过对基本抽样单元的野外调查,利用1m×1m样方,获取样方的坐标,植被覆盖度,植被类型、耕作措施、水土保持措施等数据,在内业时根据野外调查的数据,对照遥感影像图,建立解译标志.分别从降雨侵蚀力、土壤可蚀性、坡长、坡度、植被覆盖度、工程措施和耕作措施等几个方面对影响土壤侵蚀的因子进行定量分析,找出其中的规律,进而计算出沂源县土壤侵蚀模数,最后将网格抽样调查法所获得的结果与传统计算方法取得的结果进行对比分析,对研究区内整体土壤侵蚀分布规律作出分析,并提出相应的水土保持治理建议.
　　经过计算分析,研究区平均土壤侵蚀模数为2361t/km2`a,年流失量总量为346.42万t.其中轻度及以下侵蚀面积为1015.45km2,占研究区总面积的69.20％;中度侵蚀面积230.58km2,占研究区总面积的15.71％,分布面积和比重相对较大;强烈侵蚀面积89.81km2,占研究区总面积的6.12％;极强烈侵蚀面积61.57km2,占研究区总面积的4.20％;剧烈侵蚀面积31.15km2,占研究区总面积的2.12％,是研究区中分布面积和比重最小的.中度及以上土壤侵蚀主要分布在海拔200--800m的丘陵、低山地带,该地区海拔相对较高,地势起伏较大是土壤流失的重点地区,该地区植被类型主要为人工植被,多为农作物,受人为因素干扰较重,因此土壤流失严重.
　　将网格抽样调查法获得的结果与传统的土壤侵蚀计算方法获得的结果进行比较发现,利用网格抽样调查法计算得出抽样单元平局土壤侵蚀模数为2330 t/km2`a;而采用传统计算方法得出的研究区平均土壤侵蚀模数为2361t/km2?a,两者相差仅31t/km2`a,说明完全可以采用网格抽样调查法来取代传统的计算方法对研究区进行监测,从而大大节省人力、物力和财力,并且可以收到比较好的效果.
　　通过对三种不同网格抽样法的比较发现,规则网格抽样法获得的平均土壤侵蚀模数是最接近研究区整体计算结果的,为2330t/km2`a,而考察点抽样单元平均土壤侵蚀模数为1822t/km2`a,综合抽样单元的平均土壤侵蚀模数为2018t/km2`a.因此采用规则抽样单元比采用其它的抽样单元计算结果更接近真实值.

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作者
孙泽祥;
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作者单位

山东师范大学;

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授予单位山东师范大学;
学科地图学与地理信息系统
授予学位硕士
导师姓名孙希华;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类水土保持;遥感技术在农业上的应用;
关键词
地理信息系统; 遥感技术; 沂河上游地区; 土壤侵蚀监测;

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