abandon,根据遥感及气候数据的土壤侵蚀敏感性点评解决方案,sql

1.导言

土壤腐蚀是指土壤或成土母质在外力(水、风)效果下被损坏剥蚀、转移和堆积的进程。土壤腐蚀是全球环境的灾祸,他不只影响了人们的生计和社会发展,更约束了全球经济的可持续发展。 三江源区域因为特定的天然环境和软弱的生态系统,其水土流失问题的研讨具有重要意义。土壤腐蚀敏感性点评是三江源区域生态环境点评的重要部分,它能够为该区域生态维护和建造供给科学依据。

本方案经过对三江源区域土壤腐蚀敏感性的点评来辨认简单构成土壤腐蚀的区域并进行分级。 点评首要依据三江源区域自 1990 年以来生态环境数据堆集,包含用于土壤腐蚀敏感性点评的各项天然目标数据。在对该区域的生态情况进行全面查询的基础上,拟定了较为合理的技能道路(如图 1) 。依据三江源区域土壤腐蚀类型和特色,本次点评将分水蚀区域和风蚀区域别离进行点评,然后进行归纳制图。

图 1 土壤腐蚀敏感性点评技能道路

2.数据预备及预处理

土壤水蚀的影响要素有降雨腐蚀力(R)、土壤质地、土壤可蚀性、地形崎岖度和植被情况。其间降雨腐蚀力和植被情况目标随时刻发生改变,别离有 1990、2004 和 2009 年三期数据。

土壤风蚀敏感性的目标首要有土壤质地、土壤可蚀性、地形崎岖度、植被情况、风场强度和土壤表层湿度,对各因子别离点评,然后进行归纳。本次点评中植被情况、风场强度和土壤表层湿度三项目标随时刻而发生改变,别离为 1990、2004和 2009 年三期的数据。

3.研讨办法

3.1 地形崎岖度

使用三江源区域 100m 分辨率 dem 数据,选用 ArcMap 中的空间剖析 (SpatialAnalyst) 模块中的邻域剖析 (Neighborhood Statistic)东西,以 n×n 像元的圆形为模板算子,对整个研讨区进行移动核算, 先核算出 n×n 像元内的格网最大值 maximum,然后核算出其范畴最小值 mini mum,再使用模块中的栅格核算东西(Raster Calculator) 核算最大值与最小值高程差,就得到了该 n×n 窗口的地形崎岖度成果值。

可表明为如下公式:

RF = Hmax? Hmin

式中: RF 是剖析窗口内的地形崎岖度; Hmax 是剖析窗口内的最大高程值; Hmin 是剖析窗口内的最小高程值。

3.2 植被目标

使用 1990、 2004 和 2009 三期 TM 遥感卫星图画,结合户外查询和人工目视解译,得到了三江源区域 1990 年以来三期土地覆被/使用和草地退化情况数据。然后交融三江源区域 1:100 万植被掩盖,咱们得到了该区域土壤腐蚀敏感性点评的植被情况目标定级。

3.3 风场强度

风场强度的核算选用美国农业部土壤风力腐蚀方程 RWEQ 中的相应公式:

W = ∑U × (U ? Uc)2

式中,W 为风能强度因子,单位为 m3/s3,U 为离地上 2m 高处的风速(10min 最大风速),Uc 是2m 高处的临界风速,一般设置为 5m/s。核算成果用 ANUSPLINE 办法进行插值得到三江源区域风场强度空间散布。 然后参阅全国风场强度巨细,拟定了土壤腐蚀敏感性点评指的风场强度目标定级值域,对三江源区域的风场强度进行分级。

3.4 土壤表层湿度

选用美国 AMSR- E 数据源,经处理得到 25km 分辨率的土壤表层湿度数据,然后插值成 1k m 分辨率。依据 2009 年全国土壤湿度在 3.69~23.23 规模内,拟定了土壤湿度目标分级值域。

3.5 土壤可蚀性(k)和土壤质地

土壤可蚀性的核算公式为:

K = [2.1 × 10?4(12 ? OM)U1.14+ 3.25(S ? 2) + 2.5(P ? 3)]/100

其间 S 为土壤结构性指数,P 为土壤可渗透性指数,其值在核算进程中依据下表断定,S 和 P 的取值,对应不同的土壤类型,取值或许略有差异。

其间

M = [(P2+ P3) × (100 ? P1)]1.14

式中 P1 为粘粒含量,P2 为粉粒含量,P3 为细砂粒含量。土壤质地(砂砾、粉粒、粘粒)和有机质数据来自于邵景安博士 2007 年在三江源课题组的作业,依据环保部 2003 年拟定的《生态功用区划暂行规程》 ,咱们确认了土壤质地目标的敏感性分级。

有学者对 23 种首要土壤的 K 值作了直接的测定, 其规模为 0.03~0.69,依据此咱们对土壤可蚀性目标进行了敏感性分级。

3.6 降雨腐蚀力(R)

使用日降雨材料,以半月为时段,树立使用日雨量核算半月腐蚀力的简易算法模型(章文波, 谢云等, 2002) :

式中,M 是某半月时段的降雨腐蚀力值 (MJ·mm·hm-2·h-1) ;半月时段的区分以每月第 15日为界,每月前 15 天作为一个半月时段,该月剩下天数作为另一个半月时段,这样将全年顺次区分为 24 个时段。 k 表明半月时段内的天数;Pj 表明半月时段内第 j 天的腐蚀性日雨量,要求日雨量大于等于 12mm,否则以 0 核算,阈值 12mm 依据我国腐蚀性降雨规范(谢云, 刘宝元等, 2000) ;α、β是模型待定参数,依据查找表确认(章文波, 谢云等, 2002)。三江源区域选用西宁站的参数: α为 0.236,β为 1.835 (决定系数为 0.603,相对误差系数为 0.072)。把每半月降雨腐蚀力求和,经单位换算,得到年降雨腐蚀力值,然后依据环保部 2003 年拟定的《生态功用区划暂行规程》进行分级。

3.7 土壤腐蚀敏感性归纳点评

土壤腐蚀敏感性指数核算首要选用开 N 次方的方式进行,然后依据得到的敏感性指数赋予不同的等级。

式中:SS j为 j 空间单元土壤腐蚀敏感性指数;Ci 为 i 要素敏感性等级值。

4.模仿成果与剖析

依据以上剖析,得到三江源区域土壤腐蚀敏感性点评的成果并对成果进行剖析。首要剖析如下:

(1) 三江源区域土壤腐蚀敏感性的空间格式(图 2)

(2) 三江源区域三个时期土壤腐蚀敏感性改变

(3) 三江源区域不同流域土壤腐蚀敏感性差异剖析

(4) 分县土壤腐蚀敏感性差异剖析

(5) 三江源区域不同退化区土壤腐蚀敏感性差异剖析

(6) 三江源区域土壤腐蚀驱动力剖析

图 2 三江源区域 1990 年土壤腐蚀敏感性的空间散布

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