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《中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心)》 2010年
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基于GIS的区域水土流失过程模拟研究

姚志宏  
【摘要】: 区域水土流失过程研究对认识土壤侵蚀对环境要素的影响、理解全球变化与区域土壤侵蚀关系具有重要意义,而且能为水土流失治理的宏观规划和区域环境问题决策提供支持。本论文在对区域水土流失过程理论分析和其影响因子分析的基础上,完善了已有的区域水土流失模型的算法,探索了区域尺度上土壤含水量的估算方法,并在ArcGIS环境和.NET Framework2.0下,用C#语言开发了计算机模型系统,在试验流域应用,完成了区域水土流失过程模拟。主要研究结论如下: (1)探索了区域水土流失模型中土壤含水量的计算方法。考虑到在较大尺度流域影响土壤含水量的气候因子(气温)、土壤因子(容重)、植被因子(土地利用)和地形因子(坡向、地形湿度指数),在GIS支持下,建立藉河示范区土壤含水量模拟方程,回归效果显著。将样点的模拟值和实测值进行分析,得到所有测点模拟值的平均误差为0.105。结果表明,利用地形湿度指数、坡向、土地利用、降水、气温和土壤容重等,以实测的土壤含水量数据为基础,可以建立模型并模拟土壤水分,作为土壤前期含水量用来支持模型中径流的估算; (2)完善了区域水土流失过程模型的主要算法设计。考虑土壤前期含水量、蒸发、雨滴溅蚀、土壤粘结力和不同产流机制等,完善了区域水土流失中降雨产流过程、侵蚀产沙过程的算法。并在计算机模型系统和GIS支持下完成降雨产流、侵蚀产沙和径流泥沙物质汇集过程的计算。 (3)完成了试验区水土流失过程的模拟。利用藉河示范区2005年7月份数据,采用了不同分辨率、不同时间步长对模型进行测试,结果表明模型设计时的各个模块都能够达到预定功能,输出图形都能反映藉河示范区侵蚀特征,且空间格局和结构都符合实际情况,宏观上主要受土地利用和气候特征影响,微观上主要受地形微起伏影响。将模型应用于藉河示范区,得到2005年藉河示范区汛期的总径流量、侵蚀产沙量分别为为6.73*10~8 m~3和6.74×10~6t ,径流模数和侵蚀模数分别为9.48×10~4 m3/km~2.a、2978t/km~2.a。模拟结果和实际水土流失情况较为符合。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S157.1

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 崔雪梅;内蒙古黄土丘陵区土壤侵蚀研究[D];内蒙古农业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 王卓君;;基于ETM+数据的南京地区土地利用分类制图[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
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1 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
2 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 陈韶斌;基于知识推理和视觉机理的遥感图像目标识别方法研究[D];华中科技大学;2010年
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5 穆振侠;高寒山区降水垂直分布规律及融雪径流模拟研究[D];新疆农业大学;2010年
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7 郑光辉;江苏部分地区土壤属性高光谱定量估算研究[D];南京大学;2011年
8 丁晓东;农田养分流失风险评价及养分平衡管理研究[D];浙江大学;2010年
9 邓睿;多源遥感数据和GIS支持下的台风影响研究[D];浙江大学;2010年
10 沈晔娜;流域非点源污染过程动态模拟及其定量控制[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈晓安;黄土丘陵沟壑区坡面土壤侵蚀规律与坡面侵蚀经验模型的研究[D];华中农业大学;2010年
2 曾涛;水蚀引起的红壤入渗性能变化对季节性干旱的影响[D];华中农业大学;2010年
3 杨家旺;输变电工程水土流失规律研究及防治对策[D];华中农业大学;2010年
4 李硕;基于Vis/NIR光谱不同粒径下土壤碳氮的预测研究[D];华中农业大学;2010年
5 廖国瑞;降雨过程中不同粗糙度土表微地貌特征演变与三维模型的建立[D];华中农业大学;2010年
6 秦丽;大比例尺SOTER单元划分指标研究[D];华中农业大学;2010年
7 程艳辉;红壤区坡面径流调控关键技术与模式的适用性研究[D];华中农业大学;2010年
8 崔普伟;基于单元流域的黄土丘陵沟壑区岔巴沟流域次暴雨产沙经验模型研究[D];华中农业大学;2010年
9 韩筱婕;基于城市热岛减缓的湖泊湿地景观功能连通性研究[D];华中农业大学;2010年
10 马浩;基于土地适宜性评价的三峡库区防护林类型空间优化配置[D];华中农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄秉維;;陕甘黄土区域土壤侵蚀的因素和方式[J];科学通报;1953年09期
2 刘善建;;天水水土流失测验的初步分析[J];科学通报;1953年12期
3 黄秉维;;编制黄河中游流域土壤侵蚀分区图的经验教训[J];科学通报;1955年12期
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6 刘淑燕;秦富仓;项元和;;内蒙古黄土丘陵沟壑区降雨侵蚀力时间变化规律研究[J];水土保持研究;2006年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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2 周为峰;基于遥感和GIS的区域土壤侵蚀调查研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
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1 马永力;基于3S技术和USLE模型的土壤侵蚀研究[D];郑州大学;2010年
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【二级参考文献】
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1 宋江洪;遥感图像处理软件中的关键技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
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1 赵帮元;1:25万比例尺DEM建立及地形信息特征研究[D];西北大学;2002年
2 蒋恒恒;基于GIS技术的城市规划空间决策支持系统的设计研究[D];成都理工大学;2002年
3 任洪玉;基于GIS的中国径流输沙时空动态变化研究[D];西北农林科技大学;2003年
4 雷晓辉;基于二元演化模式的流域水文模型初探[D];中国水利水电科学研究院;2001年
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7 张彩霞;基于DEM的地形湿度指数提取与应用研究[D];西北农林科技大学;2006年
8 吴喆;基于GIS的区域水土流失模型设计与开发[D];西北大学;2007年
9 辛凤云;基于AE的土地利用与生态环境建设辅助决策信息系统开发研究[D];山东农业大学;2007年
10 黄猛;ArcGIS Engine组件在水土保持决策支持系统开发中的应用研究[D];东北师范大学;2007年
【相似文献】
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7 余昊;吕文彦;吕婷;王吉田;秦雪峰;王国昌;王刘豪;王运兵;;基于GIS的河南蝗虫监测预警系统的研制[A];Proceedings of 2010 National Vocational Education of Communications and Information Technology Conference (2010 NVCIC)[C];2010年
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5 付博;基于GIS和遥感的长春市宜居性环境评价研究[D];吉林大学;2011年
6 马海民;基于面向对象的高速铁路网络资源时空GIS研究[D];兰州交通大学;2009年
7 李伟;GIS内多绝缘缺陷产生混合局部放电信号的分离研究[D];重庆大学;2010年
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9 卢斌(王莹);基于格网GIS的艾比湖流域城市化与生态环境效应评价研究[D];西北大学;2010年
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7 张培斯;城市排水管网GIS系统的设计与实现[D];昆明理工大学;2010年
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10 张伟;基于GIS平台的渤海湾水质指标分析模型[D];天津大学;2010年
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