基于ARCGIS和PYTHON的水蚀野外调查单元的质量控制方法

水蚀野外调查单元是全国第一次水利普查水土保持情况普查抽样调查的基本单元,调查单元提交成果的质量状况直接影响数据分析阶段的工作量与效率。本次普查覆盖范围广,抽样调查单元数量巨大,采用传统人工整理数据上报容易出错。基于ARCGIS与PYTHON语言,详细介绍了水蚀野外调查单元在资料准备阶段与数据处理阶段的质量控制方法。通过编写批处理脚本程序,实现调查单元四级存放目录的建立,矢量、栅格、文本等数据的分发,以及调查表到GIS数据属性表的转换等工作。在关键环节引入批处理脚本程序对质量进行控制,可解放人力,提高工作效率并可保证数据质量。     

水蚀野外调查单元底图批量制作技术研究

水力侵蚀普查是全国第一次水利普查水土保持情况普查的重要内容之一。野外调查单元是本次水力侵蚀普查抽样调查的基本单元,而调查底图作为野外调查的基础工作底图,在野外调查工作中有着十分重要的作用。本次水力侵蚀普查覆盖范围广,抽样调查单元的数量巨大,制图流程涉及的工序较多,采用传统人工制图较为繁杂,且容易出错。基于Arc GIS与Python语言,详细介绍了水蚀野外调查单元底图批量制作技术,通过编写批处理脚本程序,自动实现制图模板分发、数据替换、制图输出等流程,极大减轻了制图工作量,对制图的质量保证也起到了一定的作用。     

平原轻蚀区高速公路建设加速水蚀模数模拟试验

在编制平原轻度侵蚀地区建设项目水土保持方案时,为解决缺乏水蚀观测资料的问题,进行人工降雨模拟试验来确定加速水蚀模数,是一种可行的方法。介绍了黄河冲积平原区原阳至新庄段高速公路建设加速水蚀模数模拟试验的模型设计、人工降雨系统设计、径流冲刷系统设计与试验情况和水蚀模数计算方法。     

水蚀区生产建设项目土壤侵蚀模数动态计算——以北海原油商业储备基地项目为例

水蚀区生产建设项目开发活动加速了水力侵蚀进程。在“水利工程补短板、水利行业强监管”背景下,应以季度为单位进行土壤侵蚀模数动态计算,以直观反映项目实施过程中人为活动影响下的土壤侵蚀强度动态变化情况。以水蚀区生产建设项目为例,基于监测数据,引入季度侵蚀时长参数,以季度为侵蚀时长单位对土壤侵蚀模数进行动态计算,结果表明:水蚀区生产建设项目土壤侵蚀强度受人为扰动剧烈程度和扰动形式影响显著;工程施工期,人为活动剧烈时,项目建设区平均土壤侵蚀模数显著增大,施工期末及自然恢复期人为活动大幅减少或消失后,土壤侵蚀模数迅速回落,实施水土保持措施后,工程水土流失得到有效治理,土壤侵蚀模数降低至微度侵蚀区间;不同地表扰动形式下的土壤侵蚀模数值及其变幅差异明显,研究项目施工过程中各“人工下垫面”土壤侵蚀模数及其变幅按大小排序为松散坡地>松散平地>压实平地>绿化平地。引入季度侵蚀时长后,可实现以季度为单位进行生产建设项目土壤侵蚀模数动态计算,计算结果可用于评价生产建设项目实施过程中人为活动影响下的土壤侵蚀强度动态变化情况。     

计算机技术在泸县水力侵蚀野外调查中的应用

2010年3月,国务院决定利用3年时间在全国范围内开展第一次水利普查,其中水力侵蚀普查是水土保持情况普查专项中土壤侵蚀普查方面的重要任务。为确保调查结果的准确性,泸县水土保持技术人员根据水力侵蚀野外调查技术要求和县情实际,积极探索,利用GETScreen软件精确裁剪调查单元google影像,以CAD软件为平台,实现调查单元底图(pdf格式)与google影像完全重合,结合GPS现场复核,有效降低了野外调查过程中的工作量,提高了数据精确度,较好地完成了水力侵蚀普查任务。     

我国风力侵蚀抽样调查方法

风力侵蚀普查是第一次全国水利普查水土保持情况普查的重要内容之一。抽样调查方法是风力侵蚀普查的重要方法。在介绍我国风力侵蚀野外调查单元布设、基础数据收集的基础上,详细介绍风力侵蚀模型、侵蚀因子计算方法,并结合实际调查情况,对包括资料准备、野外调查、汇总上报和成果评价等普查过程的各个阶段及其质量控制措施进行详细总结。普查技术方法的正确把握对于保证普查结果的可靠性、科学性和权威性具有重要意义,普查结果可为国家水土保持规划与生态环境建设提供基础数据。     

河龙区间水土保持工程与耕作措施减沙量计算

为解决区域上工程、耕作措施减沙量的计算问题,以河龙区间(河口镇—龙门)为研究区,按1%密度布设野外调查单元。以野外调查单元地块的耕作措施状况和已有研究成果为基础,计算了野外调查单元潜在土壤侵蚀量A′与土壤侵蚀量A。以A/A′作为布设野外调查单元网格的耕作措施因子值,获得区域耕作措施因子图层,进而进行土壤侵蚀量和减沙量计算。计算结果在水土流失面积、强度分布上与已有成果基本一致,全区土壤侵蚀模数为4 004t/(km2.a),产沙量为4.54×108 t/a。耕作措施总减沙量为8.00×107 t/a,主要集中在中部的佳县、临县、神木县等黄土丘陵沟壑区。     

基于ArcEngine的土壤侵蚀抽样调查单元的底图制作

土壤侵蚀普查是第一次全国水利普查的主要目标之一,为获得野外调查单元数据,需充分利用密度抽样方法和大量的野外调查单元底图以辅助野外调查,并采用空间分析方法从已获取的调查数据中计算各侵蚀因子。但我国幅员辽阔,土壤侵蚀范围广,抽样调查点的数量也随之增大,制图过程中数据量大,制图流程较为繁杂。运用C^#语言、Visual Studio 2008开发工具和ArcEngine组件式二次开发实现了土壤侵蚀抽样调查单元底图的自动制图。详细介绍了自动制图过程中各部分功能的设计和实现思路。通过编程实现地图数据的自动裁剪,计算与分类,地图排版以及打印输出,极大减轻了制图工作量。     

利用侵蚀模型普查黄土高原土壤侵蚀状况

土壤侵蚀普查对于土地资源保护和自然灾害防治具有重要意义。为了测试抽样方法和土壤侵蚀模型在土壤侵蚀普查中的适用性,该文以陕西吴起县为试点,采用1%均匀抽样方法,调查39个抽样单元的土壤侵蚀影响因子,使用中国侵蚀预报模型CSLE(Chinese soilloss equation)估算土壤侵蚀模数,并与基于遥感数据的水蚀分级分类方法进行比较。两种方法估算的全县平均土壤侵蚀模数分别为4571和5504t/(km2a),但不同分级侵蚀强度的面积和空间分布存在较大差异。抽样方法在土地利用与覆盖、水土保持措施及土壤特性方面获得的信息量大于遥感方法,同时对于区域具有很好的代表性;使用模型估算土壤侵蚀考虑的影响因子与分级方法相比,还包括了土壤可蚀性、坡长因子以及水土保持措施因子等,由此计算的土壤侵蚀模数和强度具有更高的可信度。因此,虽然基于抽样方法和土壤侵蚀模型的土壤侵蚀普查方法也存在一定的问题,但与土壤侵蚀分类分级方法相比具有明显的优越性。     

辽宁省水力侵蚀野外调查技术流程研究

水力侵蚀野外调查对全面调查和科学评价水力侵蚀现状、发展趋势和预测预报具有重要意义。水力侵蚀野外调查分为调查前,调查中,调查后3个阶段。调查前,利用1:10 000地形图或者询问当地人的方式,确定野外调查单元所在位置,然后利用遥感影像图辨别出地块边界,或者利用等高线特征、地貌特征在遥感调查底图spotdt上勾画地块。调查过程中,到达野外调查单元后首先拍摄标识照片,勾绘野外调查底图,然后填写水蚀野外调查表,拍摄景观照片。调查结束后,在室内清绘调查单元底图dt1、录入水蚀野外调查表与导入照片并上交成果。本次调查成果顺利地通过了国家级野外调查审核验收,说明我省水力侵蚀野外调查技术流程科学合理。     

区域水土流失面积与平均土壤侵蚀模数关系探究

采用黄河流域(片)国家级防治区中部分县级行政区2020年度水土流失动态监测成果及对应的平均土壤侵蚀模数,建立了不同县级行政区县域面积、各侵蚀强度等级面积与其平均土壤侵蚀模数之间的关系,进而推算不同区域的土壤流失量。结果表明,临界土壤侵蚀模数与平均土壤侵蚀模数之间存在较好的线性关系。根据建立的拟合关系,推算出不同时期黄土高原多沙区土壤流失量,1990—2019年黄土高原多沙区累积保土量为213.44亿t。     

基于CSLE和抽样调查的泰国土壤水蚀评价

通过对泰国区域土壤侵蚀的定量评价,掌握泰国土壤水蚀特征,以期为泰国土壤侵蚀防控和相关研究提供技术和数据支撑。采用CSLE模型,基于30 m分辨率区域侵蚀因子综合运算完成泰国土壤水蚀速率计算(地图代数法制图),基于亚米级分辨率抽样调查完成抽样单元水蚀速率计算,再以抽样单元计算结果为参考,对地图代数制图结果进行直方图匹配,最终获得研究区土壤水蚀速率专题图。结果表明:(1)直方图匹配制图结果既保留了原有的空间分布特征,又具有准确的统计特征。(2)泰国平均土壤水蚀速率为687.9 t/(km²·a),是全球平均土壤水蚀速率的2.4倍,个别地区达到1 000 t/(km²·a)以上(占面积13.2%,占侵蚀总量72.0%),与全球平均水蚀速率相比,土壤水蚀较为严重,0.6%的区域年侵蚀量约占研究区侵蚀总量的21.5%,局部侵蚀剧烈。(3)在各土地利用类型中,耕地水蚀最为严重,平均水蚀速率高达1 020.2 t/(km²·a),水蚀速率>2 500 t/(km²·a)的热点地区84.1%区域为耕地。由此可知,泰国局部区域的土壤水蚀较为剧烈,耕地对区域水土流失的贡献较大。     

山丘区输变电工程侵蚀环境及水土流失特征

输变电工程在施工过程中扰动地面,造成土壤侵蚀,而山丘区自然条件复杂水土流失尤为严重。为明确山丘区水土流失特征,以山丘区输变电工程为研究对象,通过资料收集整理与实地勘测,探讨了其侵蚀环境、不同建设阶段、不同侵蚀单元水土流失特征及其影响因素。结果表明:在侵蚀动力系统中,输变电工程以人为扰动为主,塔基区和站区、施工道路及弃土(渣)场是输变电工程的主要侵蚀单元; 施工期的水土流失量可达自然恢复期的1.3～16.1倍,施工期的侵蚀模数是自然恢复期的1.5～25.3倍; 站区和塔基区施工期的水土流失量占比均高于其他侵蚀单元,山丘区土壤侵蚀模数均大于平原区域,是平原区的1.2～1.9倍; 在众多建设区域中以变电站建设、塔基开挖、线路施工临时道路为重点,着重山丘区输变电工程水土流失的防治。山丘区输变电工程不同建设期、不同侵蚀单元水土流失特征差异显著,进行水土保持措施配置时应工程措施、植物措施、临时措施有机结合。     

标桩法监测广东省人为侵蚀模数研究初报

通过标桩法开展了广东省4种典型的开发建设项目类型一个降雨周年侵蚀模数的实测,所监测到的侵蚀模数可供水土保持方案编制单位在编制水土保持方案时参考和借鉴,以期切实提高水土保持方案的编制质量和水平。     

GIS支持下的土壤侵蚀潜在危险度分级方法研究及应用

根据土壤侵蚀特点,在ARCGIS8.3地理信息系统(GIS)支持下,有效地实现了区域土壤侵蚀强度分级并在此基础上进行了区域土壤侵蚀潜在危险的分级及其空间分析。首先,采用区域土壤侵蚀定量模型估算土壤侵蚀量,再用土壤年均侵蚀量、土层厚度和土壤容重得到土壤抗蚀年限图,按水利部标准将土壤侵蚀潜在危险度分为5级。最后,为了表明该区域土壤侵蚀潜在危险度的大小,还提出了土壤侵蚀潜在危险指数(SEPDI)。以三峡库区的丰都县城为例进行了研究,并且分析了其空间分布特点。     

基于黄土丘陵沟壑区第Ⅰ副区淤地坝淤积调查的土壤侵蚀模数计算

[目的]探索适合黄土丘陵沟壑区不同沟道土壤侵蚀模数计算的新方法,为区域水土流失防治和水保规划提供数据支持。[方法]以黄土丘陵沟壑区不同沟道74个不同坝型的淤地坝为基础,将其看作小流域的沉沙池,同时结合实地调查测量与分析计算,利用淤地坝赋存的泥沙信息获得不同级别沟道的土壤侵蚀量。[结果](1)在地形复杂的黄土丘陵沟壑区,土壤侵蚀模数与不同沟道对应的淤地坝控制面积具有一定的负相关关系;(2)土壤侵蚀模数调查值较设计值显著降低,造成淤地坝空坝率上升,使淤地坝长期保持负效应。[结论]利用闷葫芦坝淤积量推算坝体控制面积土壤侵蚀量,方法简单合理。同时小流域坝系可采用多种方法综合分析,相互印证,可较准确地确定小流域土壤侵蚀模数。     

基于CSLE模型的贵州省水土流失规律分析

应用第一次全国水利普查水土保持专项数据,分析了喀斯特地区实际土地利用单元地块空间统计特征及相应侵蚀规律。结果表明:喀斯特地区土地利用类型以林地、耕地为主,共占调查总面积的86.2%。由于地形破碎,地势陡峭,土地表现出破碎化特征,地块面积、坡长、坡度均值分别为3.45hm~2,45.3 m,21.7°。坡度对土壤侵蚀的影响大于坡长,陡坡耕作是导致耕地土壤侵蚀严重的主要原因,68.6%的耕地位于陡坡,其侵蚀量占总侵蚀量的65.6%。贵州省土壤侵蚀程度由西向东递减,以黔西南地区侵蚀最为严重。工程措施能够有效防治土壤侵蚀,减沙效益在75%以上,但随坡度增大而减小,林草地减沙效益优于工程措施。在区域水土保持规划时,应重点考虑土壤侵蚀强烈地区,减少陡坡耕作,推广还林还草。     

开发建设项目水保监测中土壤侵蚀模数监测方法探讨--以"东深供水改造工程水土保持监测"项目为例

以“东深供水改造工程水土保持监测”为例,探讨了土壤侵蚀模数的监测方法。针对项目施工期动土量大,地形、地貌变化迅速、剧烈,扰动地表类型多样的特点,因地制宜地采用了标桩法、径流小区法、侵蚀沟量测法、人工模拟降雨法四种监测方法进行了各种不同地表扰动类型的土壤侵蚀模数监测。结果表明,四种方法基本可以囊括工程所有地表扰动类型的土壤侵蚀模数的监测,数据的准确性和可靠性较高,监测效果较为理想。可为类似项目的土壤侵蚀模数监测提供借鉴和参考。     

基于CSLE模型的神木市土壤侵蚀模数计算

基于GIS、RS平台,采用CSLE模型,依据全国气象站网2001—2017年日降雨数据、1∶50万神木市土壤属性空间分布图及工程措施数据、10 m分辨率DEM数据、土地利用现状和植被覆盖度数据、Landsat影像,对神木市2010、2015、2017年土壤侵蚀模数变化特征进行分析。结果表明:3期神木市土壤侵蚀模数分别为1252.5、1216.68、1976.07 t/(km²·a),呈先减少后增加的趋势;随植被覆盖度增加,3期不同植被覆盖度区域土壤侵蚀模数和侵蚀量均呈先增后减的趋势;随海拔升高,3期不同高程带内土壤侵蚀模数均呈逐渐减小的趋势;随坡度增加,3期不同坡度级别区域土壤侵蚀模数均大致呈增加的趋势;此外,暴雨是导致神木市土壤侵蚀增加的重要原因,在水土保持工作中应增加应对暴雨的措施。