吉县蔡家川小流域水文响应相似性研究

在地理信息系统平台一美国Micro Images公司开发的TNTmips6.9上,以山西吉县蔡家川小流域1:10000地形图为原始数据,经一系列处理得到该小流域的数字高程模型,之后抽取出6个子小流域.使用自行编写的基于多流向算法的地形指数计算程序,以生成的DEM为源数据,计算出蔡家川小流域及6个子小流域的地形指数.在Excel中处理地形指数,得到各自的地形指数频率分布.以地形指数频率分布是否相似来判断小流域与子小流域水文响应是否相似,结果发现:小流域与4号、5号、7号子小流域水文响应相似.     

小流域尺度土壤水分与地形湿度指数的相关性分析

以陕北黄土高原为实验样区,考虑到流向的计算方法会对计算地形湿度指数产生影响,因而采用单流向算法和多流向算法计算得到地形湿度指数,将地形湿度指数和实测土壤水分数据进行叠加,据此分析土壤水分与地形湿度指数的相关性.同时对比分析单流向算法和多流向算法计算得到的地形湿度指数质量的优劣,提出了利用地形湿度指数模拟土壤水分的最佳流向算法.     

基于人机交互的地形复杂区小流域划分研究——以湖北省为例

[目的]对地形复杂区小流域划分方法进行研究,为区域生态小流域建设、规划等提供基础数据。[方法]以湖北省为例,其地形涵盖山地、丘陵和平原,且多河流、湖泊分布。首先基于DEM自动提取全省小流域,然后辅助沟道、遥感影像、居民点数据人工修正山区小流域,在平原区采用高精度水系替代常规沟道进行人工修正,并对适宜集流阈值、小流域面积频率、精度以及河网密度进行分析。[结果]湖北省共划分小流域5 806条,面积在30～50km2的占60%,且划分精度高;面积小于20km2划分精度低,在平原区分布密集;总体上,山区小流域的划分精度高于平原区,但其小流域平均河网密度低于平原区。[结论]对任何地形进行小流域划分,都必须使用人机交互修正,才能获得较好的结果;平原区小流域自动划分的精度低于山区,需辅助高精度水系资料进行修正才能提高精度。     

渭北旱塬小流域土地利用空间分布与地形因子的关系——以陕西省淳化县秦庄沟流域为例

以渭北旱塬秦庄沟流域为例,以土地利用现状为基础数据,结合ArcGIS技术,对地形因子数据和土地利用数据进行了叠加并提取,采用地形分布指数(LDI)分析了土地利用空间分布与地形因子的关系。研究结果表明,不同地类空间分布与地形因子坡度、高程、沟壑密度存在密切关系,并呈现一定的规律性。耕地优势分布主要在海拔900~1 100m,坡度为5°~25°,沟壑密度为0~4km/km2的区域;在海拔800~1 200m,坡度为0°~15°,沟壑密度为0~2km/km2和4~6km/km2的区域是园地优势分布区;林地优势区主要在海拔1 100~1 250m,坡度为15°~25°和25°,沟壑密度为2~6km/km2的区域;裸地的优势区在海拔800~1 000m和1 100~1 200m,坡度为25°,沟壑密度为4~8km/km2的区域;居民点用地优势区在海拔900~1 000m,坡度为0°~5°,沟壑密度为0~2km/km2的区域。     

基于DEM的地形起伏度算法的比较研究

地形起伏度是描述宏观地形变化状况的地形因子,可作为区域水土流失评价的地形指标之一。基于全国1000 m分辨率DEM分别选取黄土高原、四川盆地、横断山区、东南丘陵、山东丘陵、东北地区6个典型样区,采用局地高差法、局地标准差、表面积与投影面积比、RUGN法、矢量法、RDLS(地表起伏度)6种算法进行起伏度的提取,对提取结果进行了对比分析,并对各种算法的提取结果进行了信息容量计算。结果表明,局地标准差和局地高差法是两种相对较好的提取起伏度的方法,且针对不同的地形区,不同起伏度算法也具有各自的适宜性。     

梯田对侵蚀地形指标的影响——以黄土丘陵第2副区为例

[目的]探究人工地形(梯田)对地形指标的影响,分析修建梯田对土壤侵蚀过程的影响,为土壤侵蚀评价中梯田措施因子的确定提供科学依据。[方法]通过无人机航空摄影测量,获取纸坊沟流域高精度DEM数据,通过模拟原始坡面数据和构建水平梯田数据,并对这些数据提取坡度、坡长、坡度坡长因子、单位汇水面积和地形湿度指数,分析了这些因子的变化情况,认识梯田对侵蚀地形的影响。[结果](1)梯田的修建使得坡度减缓、坡长截断、LS因子变小,随着梯田面积占比的增加,坡度、坡长、LS因子均呈减小趋势;梯田区,坡度、坡长、LS因子大致沿等高线呈条带状分布,非梯田区,坡度、坡长、LS因子从分水线向下逐渐增加,到沟底又逐渐变缓。(2)梯田的修建使得单位汇水面积减小、地形湿度指数变大;单位汇水面积的空间格局与坡长比较类似,较高部位单位汇水面积较小、低洼部位较大;梯田区地形湿度指数与坡度有相反的空间分布格局,非梯田区地形湿度指数与单位汇水面积类似。(3)微观尺度上,坡长、LS因子、单位汇水面积以及地形湿度指数均沿田面坡降方向呈增加趋势,在修建梯田或维护梯田时,应尽量保持田面水平或有微小反坡。(4)根据梯田对LS因子的影响,研究...     

基于GIS的黄土高原小流域植被格局与地形关系研究——以固原上黄试区为例

以黄土高原上黄试区小流域为例,应用GIS空间分析技术和环境梯度分析方法,选取海拔、坡度、坡向、地形位4个地形因子,将植被景观分布图与各地形因子梯度图叠合,采用无量纲分布指数定量分析植被景观在各地形因子梯度上的分布特征,研究植被格局与地形之间的关系,为上黄试区的植被保护与恢复、生态管理与建设提供科学依据.结果表明:(1)上黄试区植被格局与地形之间关系密切,海拔对植被格局的影响最大,相关系数为-0.51;地形位和坡度次之,相关系数为-0.18和-0.13;坡向的作用最小,相关系数为-0.02.(2)植被景观在地形梯度上的分布格局呈现一定规律性,灌丛类主要在高海拔(1 678～1 822 m)、中等坡度(8°～25°)区间分布;天然草地主要在中等偏低海拔(1 582～1 678 m)、中等偏陡(15°～35°)区间分布;人工草地主要在中等偏高海拔(1 630～1 774 m)、陡坡(＞25°)区间分布;耕地和果园则主要在低海拔(＜1 630 m)、平缓坡(0～8°)区间分布.     

基于GIS的土地利用变化的地形梯度分析——以韶关市大塘镇为例

地形是影响土地利用格局动态分布的因素之一。以韶关市大塘镇为研究区,基于DEM生成坡度图和高度图,利用遥感影像提取2009—2013年土地利用类型,计算研究区高度梯度和坡度梯度的分级指数及地形位指数。结果表明:(1)耕地、水域和园地分级指数和地形位指数逐渐下降,林地逐渐上升,草地、城镇村与工矿用地、交通用地和未利用地的坡度分级指数先上升后下降,高度分级指数多呈先下降后上升,地形位分级指数先下降后上升;(2)城镇村与工矿用地的分级指数和地形位指数数值上升,其余土地利用类型数值均下降,但下降数值较小;(3)除林地外,其他土地利用类型的分级指数和地形位指数均集中于低地形位区间。高度、坡度和地形位对土地利用类型分布格局演变有重要影响,同时城镇化的发展对土地利用类型分布格局演变也有较大影响,但一定程度上遵循分级指数和地形位指数。     

快速城镇化地区土地利用变化的地形梯度特征分析——以榆次区为例

为探讨快速城镇化地区——山西省晋中市榆次区不同地形梯度上的土地利用变化特征,本研究以2000年、2008年和2016年3期影像和ASTERGDEM为数据源,分析2000—2016年间土地利用变化的时空特征,选用坡向、坡度变率、地形起伏度、地形位指数和土地利用类型分布指数对土地利用的地形梯度分布特征和变化过程进行分析。结果表明:1)2000—2016年,榆次区建设用地主要向西北方向扩张,主要分布在地形起伏度30m、坡度变率2°、阳坡和半阳坡及地形位为1～3级的地区。土地利用以建设用地、耕地和未利用地为主,其中耕地所占面积最大,2000年、2008年和2016年的平均比例为46.91%。2000—2008年建设用地面积增加43.07 km2,未利用地面积减少37.33 km2; 2008—2016年未利用地面积减少221.00 km2,而耕地面积和建设用地面积分别增加170.61 km2和37.36 km2。2)在坡度变率、地形起伏度和地形位梯度上,建设用地、耕地和水域主要分布于低梯度带,而林地和未利用地分布于中高梯度带;建设用地和耕地在平地、阳坡和半阳坡呈分布优势,林地在阴坡和半阴坡具有分布优势,而未利用地的优势分布区为阳坡和半阳坡;2000—2016年耕地的主要分布区向地形起伏度30 m、坡度变率为2°～15°、地形位为4～11级的区域扩张。榆次区土地利用变化地形梯度差异明显,地形因素、人类活动、政策因素、交通和区位为其主导因素。该研究结果为区域城镇化过程中的土地合理规划利用提供科学依据,为生态环境治理提供决策支持。     

DEM网格尺寸对地形因子影响研究——以北京市延庆县八达岭小流域为例

DEM包含了大量地形信息是地形分析的基本资料.众所周知DEM网格愈小,愈能反映地貌起伏变化的细节,对地形的描述愈准确,但是随着DEM精度的增加,数据量将以几何级数递增,所需要的时间、人力以及占用的计算机容量都大大增加,从某种意义上来说,是对计算机资源的浪费.因此DEM网格尺寸对地形因子精度的影响以及选择适宜的网格尺寸在实际应用中就至关重要了.以北京市延庆县八达岭小流域为例,不考虑DEM采样点上高程误差,采用1:10000大比例尺,运用统计分析方法,比较当DEM网格尺寸变化时,对坡度,坡向,剖面曲率和平面曲率计算结果的误差,分析网格尺寸的变化与坡度,坡向,剖面曲率和平面曲率计算结果之间定性定量关系.从精度和栅格数据量两个方面选择适宜网格尺寸范围为5～10cm.此研究对实际应用中DEM网格尺寸选择有一定指导意义.     

基于地形因子的土壤侵蚀评价指数修正 ——以陕北安塞集水区为例

地形是影响土壤流失的重要因素,小流域尺度上的土壤侵蚀评价指数(SL_(sw))对于地形的研究过于简单,因此本研究对SL_(sw)中的地形因子(G)进行修正,进而得出G因子修正后的土壤侵蚀评价指数(SL_(sw)_G)。以黄土丘陵沟壑区——安塞集水区为研究区,基于GIS技术,利用2006—2012年安塞集水区的数字高程模型(DEM)数据、水文观测站的日降雨量数据、土壤采样数据和土地利用数据,计算研究区2006—2012年逐年的SL_(sw),利用安塞集水区实测的输沙量,验证修正的SL_(sw)_G指数的有效性,并分析安塞集水区土壤侵蚀强度的时空变化特征。结果表明,修正前后土壤侵蚀情况分布基本相同,均呈现东南部地区SL_(sw)指数高,而西北部地区相对较低。在安塞集水区东南部,由于人为因素的影响,土壤保持措施相对较弱,同时土壤中黏粒和粉粒质量较轻,黏粒和粉粒湿时有明显的黏结性,降雨过程中容易被水冲刷;根据土壤采样点的采样数据表明,东南部地区土壤中黏粒和粉粒的含量较高,较容易造成土壤侵蚀。修正前后指数通过T检验得出,SL_(sw)和SL_(sw)_G具有方差齐次性,P=0.0370.05;通过与实测输沙量的比较,修正后SL_(sw)_G与实测输沙量的相关系数大于修正前SL_(sw)与实测输沙量的相关系数(0.390.36),修正后的相关性较修正前的相关性有所增加,说明修正是有效的,修正后的SL_(sw)指数能够更好地评价研究区域土壤侵蚀状况。     

基于地形梯度的高原山地区土地利用格局时空特征——以贵州省盘县为例

地形因子在一定程度上制约着土地利用空间格局的形成及变化,高原山地区更为明显。该文选取贵州省盘县作为研究区,运用地学信息图谱理论、地形分布优势指数、地形位指数和土地利用综合程度指数分析了2000—2010年研究区土地利用在地形梯度上的空间分布和内在演变特征。结果表明:研究期间,盘县耕地大幅度减少,林地、草地、建设用地和水域大幅度增加,未利用地不甚明显.不同土地利用时空分布及其变化受地形因子的影响呈现一定的垂直分布特征。低级别区耕地优势位增强,水体优势位出现显著萎缩,中级别区林地和草地优势位基本保持稳定。高级别区林地和草地优势分布范围拉宽,建设用地和水体优势位出现退缩。土地利用图谱以稳定型和前期变化型为主,不同图谱变化类型均是不同级别区耕地向林地、草地及建设用地转化为主要特征。土地利用综合程度指数随地形级别区的增加呈现先下降后趋缓特征。高原山地区土地利用结构调整应充分统筹区域地形结构及土地利用格局垂直梯度特征,对不同土地利用类型优化布局进行因地制宜的安排与协调,实现区域土地资源在空间结构上的合理配置与可持续利用。     

乡村旅游经济视角下甘肃生态清洁小流域建设研究——以康县为例

生态清洁小流域建设契合新时代人们对山清水秀、生态宜居的需求。5年多来,甘肃省生态清洁小流域建设通过治山、治水、治污、治乱等,打造了两当县马家沟、乔河,康县梅园沟、凤凰谷,徽县滩店,成县小川河等一批水土保持与美丽乡村建设和脱贫攻坚深度融合的示范工程。在梳理总结甘肃省生态清洁小流域建设情况的基础上,从乡村旅游经济角度出发,对康县生态清洁小流域建设的典型经验进行了分析,以期能够为加快甘肃省生态清洁小流域建设步伐,改善生态环境,促进区域生态、经济、社会发展提供可复制、借鉴和推广的模式。     

基于地形梯度的冀西北山地丘陵区土地利用格局变化分析——以河北省怀来县为例

为研究山地丘陵地区土地利用格局在地形差异上的演变规律,明确自然和人文因素在土地利用变化中的作用,基于RS和ArcGIS空间分析技术,利用地形位指数和分布指数,研究了河北省怀来县1993—2013年土地利用变化在地形差异上的时空分异特征。结果表明:六种土地利用类型空间分布及其变化均受到地形因子的影响和制约。水域的优势位主要分布在高程为300~500m、坡度0°~6°以及地形位级别为二级的区域;建设用地和耕地多分布于高程为500~700m、坡度0°~6°以及地形位级别为一级的区域;园地的地形适应性强于耕地,其分布的区域相对于耕地更加广泛,林地和未利用地则主要分布于高程900 m以上、坡度6°以上的区域,林地在地形位较高的级别更有优势。该文为今后怀来县土地资源的合理利用和科学规划提供依据与指导。     

SOTER数据库支持下以地形为基础的土壤多样性分析——以山东省为例

在山东省1∶100万SOTER数据库的支持下,运用土壤多样性理论及其测度方法对山东省不同地形单元上发育的土壤类型的多样性及其分布模式进行了初步的分析和定量化的研究。结果表明:土壤多样性指数从大到小依次为平原、中坡度、中坡度丘陵、山麓平原、中坡度峭壁带、低洼地和高坡度山地;土壤丰富度指数从高到低依次为平原、中坡度丘陵、中坡度、低洼地和山麓平原、中坡度峭壁带和高坡度山地;土壤均匀度指数从大到小依次为:中坡度、平原、山麓平原、中坡度丘陵、中坡度峭壁带、低洼地和高坡度山地。不同类型地形单元上发育的土壤的面积均不同程度地符合对数正态分布。     

地形因子与DEM分辨率关系的初步研究——以蒙阴县为例

以蒙阴县为研究区探讨坡度、坡长、坡向、汇水面积随DEM分辨率的变化.基于1:5万地形图利用ANUDEM建立多种分辨率的DEM.分辨率水平包括10,15,20,25,30,40,50,75,100,150,200,250,300,400,500,750,1000 m,基于上述DEM提取坡度、坡长、坡向、汇水面积,探讨其随分辨率的变化规律.结果表明:随分辨率降低,平均坡度呈对数函数衰减,坡度向低坡度范围集中,平均坡长增大且在高分辨率范围内较剧烈,坡长向较长坡长范围集中,分辨率200 m以坡向统计信息受分辨率降低的影响小于10%.随DEM分辨率降低平均汇水面积呈线性增大,且不同汇水面积等级所占面积的变化规律不同.     

基于GIS和GPS的土壤水分垂直空间变异性分析——以陕北黄土高原小流域为例

以地统计学的半变异函数为理论分析工具,结合地理信息系统GIS和GPS技术,分析研究了陕北王东沟小流域土壤水分在垂直方向的空间变异特征。结果表明:对土壤水分在垂直方向的半变异函数曲线可用球状模型进行很好地拟合,其存在强烈或中等程度的空间自相关,变程范围从2~5 m不等。草地的块金值和基台值较大,远远超出了其他几种植被,它在表层0~0.8 m的土壤水分含量变化也最为剧烈,波动很大;林地的块金值较小,但基台值很大,说明其土壤表层水分和深层水分的变化差异较大;坡耕地和梯田土壤水分的分布变化比较小,半方差函数曲线变化也比较平缓,块金值和基台值都比较小。不同土地利用类型对土壤水分在垂直方向空间变异的影响呈现林地草地灌木果园农地的趋势。     

基于SWAT模型的气候变化下水文响应分析——以福建省长汀县朱溪小流域为例

本文以长汀县河田地区朱溪小流域为研究区,基于多年的气象、水文数据及高程数据模型、土地利用图、土壤类型图等,构建朱溪小流域SWAT模型。本文在假设下垫面条件不变的情况下应用假定气候情景法,通过改变日最高、最低气温值和逐日降雨量值构建15种不同的气候条件情景定量模拟分析气候变化对朱溪小流域径流的影响。研究结果表明:降水和温度的变化共同影响着朱溪小流域的产流过程,朱溪小流域的径流量与降雨量呈现正相关关系,与气温呈现负相关关系;相对于温度变化对朱溪小流域径流的影响,降雨量对于研究区径流量的影响更大。     

基于IPA方法的村民对小流域综合治理感知度研究——以渭北旱塬秦庄沟小流域综合治理为例

在实地调查和对村民问卷调查的基础上,运用重要性及其表现分析(IPA)法研究了当地村民对秦庄沟小流域综合治理的感知度。结果表明,村民对水土保持综合治理的感知度可用相关因子体现。结合该小流域的水土保持综合治理规划,可将筛选出的28个可体现村民感知度的因子在IPA分析图上进行划分,其中第Ⅰ象限为小流域综合治理的优势因子分布区,第Ⅱ象限因子为劣势因子分布区。针对综合治理的优势与劣势因子,提出今后秦庄沟流域综合治理应继续保持水保优势发展,重点发展小流域经济增加村民收入,改善人居环境,大力推广生态农业发展等对策。针对于当地村民最关心和紧迫问题,建立有针对性的小流域综合治理开发模式,从而提高小流域综合治理开发水平,满足当地村民生产生活现实需求和潜在需求。     

基于ArcGIS空间分析技术的生态敏感性评价研究——以河北省承德市清水河生态清洁小流域为例

在RS、GIS技术支持下,以河北省承德市清水河生态清洁小流域为例,应用ArcGIS空间分析技术评价了项目区的生态敏感性。评价结果表明,通过敏感因子选取、单因子评价、综合评价,将综合评价结果划分为极敏感、高度敏感、中度敏感和低敏感4个等级,能为区域的整体规划工作提供重要的生态数据。从研究生态敏感性评价的方法可以看出,基于ArcGIS空间分析技术的生态敏感性评价不仅简化了评价过程,提高了生态敏感性评价的可操作性,而且使得评价结果更加符合客观事实。