区域土壤侵蚀遥感定量监测技术研究

【摘要】： 本研究结合全国第二次土壤侵蚀遥感调查、全国水土保持监测网络与信息系统建设和《水土 保持监测技术规程》编写等项目，利用遥感和地理信息系统技术，研究了全国土壤侵蚀遥感调查 中的土壤侵蚀遥感分类分级、定量监测技术，以及水土保持监测网络的结构、信息数据库设计和 水土保持监测技术规程等。主要研究内容和成果包括： （1）以全国为对象，提出区域水蚀、风蚀、冻融侵蚀和水力-风力复合侵蚀遥感调查模型 以全国为研究对象，以土壤侵蚀模数为侵蚀定量依据，建立了水蚀、风蚀、冻融侵蚀、水力 -风力复合侵蚀等类型的侵蚀强度遥感监测的判别模型。水蚀因子包括土地利用类型、林草地植 被覆盖度和地面坡度，风蚀因子包括植被覆盖度（非流沙面积）和床面形态（地表形态），冻融 侵蚀因子主要是地形部位和侵蚀状况（侵蚀地貌），水力-风力复合侵蚀强度采用分别判别水力和 风力两种营力引起的侵蚀强度、并用两种营力引起的侵蚀强度的组合表示。 （2）提出全国范围内水力-风力复合侵蚀的分区 以年均降雨量、地貌类型、土地利用方式为依据，将水力-风力复合侵蚀类型区分为北部沙 漠周边区、中部河道沿岸区和南方滨海滨湖区等3个一级类型区；北部沙漠周边区又可以分为东 部平原沙地区、中部黄土高原区和西部山前洪积扇区。同时，提出利用遥感影像、通过地貌类型 或地面组成物质确定复合侵蚀区与水蚀区、风蚀区界限的方法。 （3）比较分析了基于矢量和栅格两种数据结构的侵蚀强度判别方法 通过基于矢量和栅格两种数据结构的侵蚀因子值提取和侵蚀强度判别方法的对比研究，“矢 量基本单元综合评价法”、“矢量因子层面叠加法”和“栅格因子叠加法”三种方法得到侵蚀的分 布、强度和面积具有较高的一致性。相比较而言，“矢量基本单元综合评价法”更能反映不同强 度侵蚀的总体分布，具有较强的综合性；因子层面叠加法更能反映土壤侵蚀在微域上的差异，具 有较强的空间分析能力。 （4）提出基于地理信息系统技术的矢量数字图的接边方法 为了消除“无缝”接边中的相邻图斑属性的不协调，研究提出依据相邻图幅的数据量大小进 行数字化图形接边的三种方法：一是相邻两图幅数据量不大，可以将两幅图拼接成一个完整的图 幅，然后统一修正图斑属性；二是两个图幅数据量比较大，可以分别作为背景和编辑层，前后切 换进行图斑属性修正；三是相邻两图幅数据量很大，为了加快接边进度，可在相邻图幅上选择适 合的范围分别切出，以切出的部分进行接边，然后将切除部分拼回相应图幅中。 （5）提出区域土壤侵蚀监测与制图中“全流程管理，分环节控制”的数据质量保证和质量 控制体系 依据全国土壤侵蚀遥感调查的组织形式和工作程序，提出区域土壤侵蚀监测中数据质量保证 11 摘 要 和质量控制体系。该体系包括调查前培训、分区调查中的质量控制和分区成果质量验收等3大环 节，并提出不同环节数据质量保证的具体措施。“全流程管理，分环节控制”的全面数据质量控 制体系，可以保证协调好两个方面的内容：其一是宏观上体现制图区域土壤侵蚀的概貌，反映侵 蚀分布的规往性；其二是1办凋好图幅边界处图斑的关系。 （6）对全国水土保持监测与情息系统设计进行了分析掇讨，编写了《水土保持监测技术规 程》，为土壤侵蚀监测规范化建设提供了支持。 针对目前全国水土保持监测中存在的问题，提出水土保持监测网络和信息系统的基本结构、 功能、数据库设计原则，并对目前需要开展的工作进行了分析探讨。这些问题的解决、技术规程 的编制与应用、全国水土保持监测网络的建立，将为区域土壤侵蚀遥感定量监测结果的验证提供 系统、科学的观测数据和资料，为区域土壤侵蚀动态监测和预测提供更为可靠的依据。 总之，本研究，将遥感和地理信息系统技术应用于土壤侵蚀遥感定量的模型、侵蚀强度评价 单元确定、侵蚀因于值提取、侵蚀强度判别和数据质量控制等方面，为区域性土壤侵蚀遥感定量 监测提供了可借鉴的技术和方法，为水土保持监测的规范化和科学化提供了借鉴。