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更新時間：2024.12.28
地表微地形測量及定量化方法研究綜述

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地表微地形測量是地表粗糙度定量化的基礎(chǔ),對地表形態(tài)動態(tài)監(jiān)測、水文過程模擬以及土壤侵蝕過程模型的構(gòu)建具有重要意義。目前,微地形測量方法主要分為接觸式和非接觸式2大類,前者包括測針法、鏈條法、差分GPS法等,后者包括超聲波測距法、紅外線傳感器法、結(jié)構(gòu)光激光掃描法、激光測距掃描法、三維激光掃描儀法、近景攝影測量法等。在全面回顧各方法原理、優(yōu)缺點及其應(yīng)用的基礎(chǔ)上,分析地表粗糙度定量化常用方法:統(tǒng)計方法指數(shù)、地統(tǒng)計學(xué)指數(shù)和分形及多重分形模型。認為:1)差分GPS法、結(jié)構(gòu)光激光掃描法、三維激光掃描儀法和近景攝影測量法將在亞毫米~厘米級地表微地形測量及地表粗糙度多尺度特征研究中發(fā)揮重要作用,同時簡單、方便的測針法可能在野外測量中依然占據(jù)主導(dǎo)地位;2)以地表微地形測量技術(shù)為基礎(chǔ),在土壤侵蝕過程模型中亟需形成一套完整的"測量—定量化—模型應(yīng)用"范式,同時應(yīng)加強對地表微地形空間異質(zhì)性和各向異性的研究,發(fā)展新的統(tǒng)一的地表粗糙度定量化方法。

不同坡度下紫色土地表微地形變化及其對土壤侵蝕的影響

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為了揭示川中丘陵區(qū)紫色土地表微地形變化對土壤侵蝕的影響,該文通過室內(nèi)人工模擬降雨試驗,從地表糙度角度出發(fā),結(jié)合多重分形理論與方法,分析了不同坡度條件下紫色土地表微地形變化特征,探討了地表微地形變化與土壤侵蝕間的關(guān)系。結(jié)果表明:1)雨強為1.5 mm/min,歷時為40 min降雨條件下,10°、15°和20°坡面地表相對高程的變化量分別為-11.66、-3.52和-5.61 mm,僅20°坡面地表初始低洼部位被徑流貫通形成細溝;各坡面地表糙度均有所減小,且表現(xiàn)為15°>10°>20°,其中10°和15°坡面不同坡位地表糙度均較雨前減小,20°坡面下坡地表糙度較雨前增大,不同坡度全坡面地表糙度均較雨前減小;2)地表微地形具有一定的多重分形特征,10°和15°坡面雨后多重分形參數(shù)廣義分形維數(shù)跨度、奇異指數(shù)跨度和多重分形譜高差均較雨前增大,微地形空間分布差異增大,且地表變得圓潤,20°坡面與之相反;3)隨坡度增大,地表徑流量呈先減小后增大的變化趨勢,且地表糙度變幅越小的坡面,地表產(chǎn)流量越高,而侵蝕產(chǎn)沙量則隨坡度的增大顯著提高(P<0.05)。研究成果為揭示水蝕過程中地表微地形變化的本質(zhì)和作用機理提供了參考。

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