一种沟蚀调查方法技术

本发明专利技术公开一种沟蚀调查方法，该方法通过在全国或区域调查范围内按统一网格布局，并根据网格大小划分为四层：第一层网格为县级区，其大小为40km×40km，第二层网格为乡级区，设置在第一层网格内部，其大小为10km×10km，第三层网格为控制区，设置在第二层网格内部，其大小为5km×5km，第四层网格为基本调查单元，设置在第三层网格内部，其大小为1km×1km，进而确定基本调查单元及其中心点的地理坐标，实现了沟蚀调查范围的合理布局。结合制作野外调查底图和沟蚀野外调查表，采用GPS和GIS相结合的方法，对沟蚀位置和特征指标开展野外调查，记录存储调查结果并填写沟蚀野外调查表，对调查数据进行处理并整理，实现沟蚀强度的计算与分析。

Investigation method of gully erosion

The invention discloses a gully erosion survey method, by this method in the scope of national or regional survey according to the unified grid layout, and according to the size of the grid is divided into four layers: the first layer grid for the county area, its size is 40km * 40km, second grid for the township area, located within the first layer grid, its size 10km * 10km, third grid control area, located within the second grid, its size is 5km * 5km, fourth grid as the basic investigation unit is arranged inside the third grid, its size is 1km * 1km, and then determine the geographical coordinates basic investigation unit and its center point, realize the reasonable layout the scope of gully erosion survey. The construction of the field survey map and field survey combined with gully erosion method using GPS and GIS, the combination, carry out field investigation on gully erosion location and characteristic index, recording the survey results and fill in the gully field questionnaire for survey data processing and finishing, the calculation and analysis of gully erosion intensity.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地质调查
更具体地，涉及一种沟蚀调查方法。
技术介绍
土壤侵蚀是指土壤或成土母质在水、风等外力作用下被破坏剥蚀、搬运和沉积的过程。土壤侵蚀中的土壤水蚀(也就是水土流失)是指在水力和人为扰动作用下对土壤的剥离作用，它不仅造成人类赖以生存且日趋紧缺的土地资源退化和损失，侵蚀泥沙还造成河湖渠库淤积，增加洪水隐患，并因吸附大量化肥残留物进入河网水系而污染水体。因此，针对我国头号的环境问题水土流失，只有通过土壤侵蚀调查，掌握土壤侵蚀发生发展动态，才能科学进行水土保持规划和生态与环境建设。土壤水蚀按其发生发展形态分为面蚀和沟蚀，面蚀是指薄层水流对土壤的分离、冲刷和搬运作用。沟蚀是指坡面径流集中到一定程度将地面刻划成一定形状的沟纹，一般分为细沟、浅沟和切沟。细沟一般深度不超过10cm，宽度不超过20cm，普通耕作会将其消除。浅沟一般深度不超过30cm，宽度不超过100-200cm，普通耕作虽然会使其减缓，但不能完全消除，下一次会在同一地点发生。切沟多由浅沟发展而来，深度一般超过30cm，多呈V字形，普通耕具不能横过耕作。鉴于浅沟和切沟已经对土地的连续性造成破坏，在不采取水土保持措施的情况下，不仅发生发展速度很快，且对土地资源造成永久性破坏，因此沟蚀调查对象一般为浅沟和切沟。目前国内外比较普遍采用的沟蚀调查方法主要有三种：一是利用三维激光扫描仪扫描整个侵蚀沟，获得其数字化地形，分析其定量指标。三维激光测量方法精度高，但费用高，耗时长，难以实现大面积区域范围的沟蚀信息获得，只能针对典型沟进行研究。此外，如果侵蚀沟沟壁有大量植物覆盖，激光扫描获得的信息将出现误差。二是利用高精度差分GPS，通过设立固定标靶，获得侵蚀沟基本形态特征，包括长度、宽度和深度等指标。高精度差分GPS方法与三维激光测量方法相同，只能进行典型沟蚀研究，难以实现区域调查，所不同的是克服了沟壁植物覆盖导致的测量误差，但对固定靶标位置的精度要求很高，一旦位置移动，将导致整个沟蚀的测量误差。因此不利于不同年份之间的动态监测。三是基于数字化地形图和RS(遥感)技术，通过图像解译获得侵蚀沟形态特征。基于数字化地形图和RS技术的调查方法克服了前两种方法在费用和耗时方面的缺点，能够实现区域范围的沟蚀调查，但精度却大大下降。如2010-2012年国务院开展的第一次全国水利普查水土保持情况普查中，在黄土高原和东北黑土区进行了侵蚀沟道普查，即采用该方法。利用1:50000数字化地形图和2.5m分辨率的遥感影像，对长度500m以上(黄土高原)或100-5000m(东北黑土区)的沟道进行解译。这种解译对象实质已属于地质和地貌过程形成的古代侵蚀沟(不属于水土保持措施预防和治理的范围)，难以分辨主要因人类扰动形成的现代侵蚀沟(是水土保持措施预防和治理的范围)，更无法分辨浅沟。此外，从指标方面只能获得沟长，无法分辨沟宽和沟深。目前的沟蚀调查技术主要缺点是：(1)高精度测量手段(三维激光扫描和差分GPS)费用高，时间长，工作量大，难以推广到大范围区域进行调查，无法了解区域沟蚀特征，更难以实现连续的年度动态监测。政府决策部门只有获得大范围沟蚀的发展动态数据，才能实现科学规划和布设水土保持措施和生态与环境建设项目，科学管理土地资源。(2)基于遥感技术的调查虽然解决了范围有限和时间长的缺点，但调查精度无法保证。目前能够获得的费用较低的遥感影像分辨率为2.5m以上，更高分辨率如1m以下分辨率的遥感影像费用很高，无法实现大范围动态监测。而免费遥感影像分辨率都在30m以上，不仅难以辨识尺度较小的侵蚀沟，更无法获得定量评价的相关指标。因此，需要提供一种既能实现大范围动态监测，又可获得精度较高的定量指标，实现定量分析沟蚀现状及其发展动态的空间分布特征和强度变化特征的目标的沟蚀调查方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种既能实现大范围动态监测，又可获得精度较高的定量指标的沟蚀调查方法。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种沟蚀调查方法，该方法包括以下步骤：S1：依据高斯-克吕格投影分带方法，将中华人名共和国地图分为22个3度带，在每一带内，Y轴方向以中央经线为基准向两侧划分网格，X轴方向以赤道为基准向两侧划分网格。S2：在全国或区域调查范围内按统一网格布局：若调查范围为全国，根据网格大小划分为四层：第一层网格为县级区，其大小为40km×40km；第二层网格为乡级区，设置在第一层网格内部，其大小为10km×10km；第三层网格为控制区，设置在第二层网格内部，其大小为5km×5km；第四层网格为基本调查单元，设置在第三层网格内部，其大小为1km×1km；确定基本调查单元中心点的地理坐标；若调查范围为区域，在区域网格内，通过给定抽样密度，根据区域网格大小确定调查单元的大小，进而确定其中心点的地理坐标。S3：选取调查范围地形图，确定野外调查单元的具体位置和范围。S4：制作野外调查底图和沟蚀野外调查表，确定调查行走路线。S5：以基本调查单元为调查单位，结合野外调查底图和行走路线，采用GPS和GIS相结合的方法，对沟蚀位置和特征指标开展野外调查，记录存储调查结果并填写沟蚀野外调查表。S6：对调查数据进行处理并整理调查数据；S7：通过计算获得调查结果；其中，GPS为全球定位系统，GIS为地理信息系统。优选地，步骤S3具体包括如下步骤：S301：依据基本调查单元中心点的地理坐标确定调查范围的地形图；S302：确定地形图的中心方里网格，勾绘野外调查单元边界；S303：若网格属于大川、大河、塬面或平原区域，直接勾绘1km×1km网格边界；S304：若网格中平原或水域面积与网格面积之比大于或等于20％，直接勾绘1km×1km网格边界；S305：若网格属于丘陵区或山区，选择面积为0.5-2km2的在中心方里网格内或与该中心方里网格有关联的小流域，该小流域为野外调查单元边界。进一步优选地，小流域在2km2之内，则勾绘小流域边界，具体方法如下：小流域边界与等高线垂直相交，沿脊线延伸，在沟口处闭合；若小流域出口处为宽谷，则小流域左、右岸的边界延伸到宽谷中心，与宽谷中心线构成闭合调查单元。优选地，野外调查底图是将基本调查单元边界及边界内的等高线、高程点、道路和居民点数字化后，结合经纬度、比例尺、图名和制图人制作而成的PDF格式的调查图，用于野外勾绘侵蚀沟位置，其包括基本调查单元编号名称、基本调查单元边界、等高线、比例尺、制图人、填图人、复核人及对应日期。进一步优选地，野外调查底图使用WGS1984坐标。优选地，野外调查底图上还绘制有多条行走路线，行走路线沿等高线绘制，绘制间距为100-200m，每条行走路线上包括三个点，用于提供野外调查行走时的导航定位。优选地，沟蚀野外调查表用于记录基本调查单元的基本信息、每条侵蚀沟的断面信息、耕作方向、治沟措施、发展状态和照片编号信息。优选地，对沟蚀位置和特征指标开展野外调查具体包括：区分浅沟与切沟、沟蚀定位、沟蚀测量和拍摄照片。优选地，区分浅沟与切沟按以下方法进行判断：若侵蚀沟不能横过进行耕作，则该侵蚀沟为切沟，否则为浅沟；若侵蚀沟切穿犁底层，则该侵蚀沟为切沟，否则为浅沟；若侵蚀沟深度大于30-50厘米，则该侵蚀沟为切沟，否则为浅沟；若侵蚀沟沟壁坡度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沟蚀调查方法，其特征在于，所述沟蚀调查方法包括以下步骤：S1：依据高斯‑克吕格投影分带方法，将中华人名共和国地图分为22个3度带，在每一带内，Y轴方向以中央经线为基准向两侧划分网格，X轴方向以赤道为基准向两侧划分网格；S2：在全国或区域调查范围内按统一网格布局：若调查范围为全国，根据网格大小划分为四层：第一层网格为县级区，其大小为40km×40km；第二层网格为乡级区，设置在第一层网格内部，其大小为10km×10km；第三层网格为控制区，设置在第二层网格内部，其大小为5km×5km；第四层网格为基本调查单元，设置在第三层网格内部，其大小为1km×1km；确定基本调查单元中心点的地理坐标；若调查范围为区域，在区域网格内，通过给定抽样密度，根据区域网格大小确定调查单元的大小，进而确定其中心点的地理坐标；S3：选取调查范围地形图，确定野外调查单元的具体位置和范围；S4：制作野外调查底图和沟蚀野外调查表，确定调查行走路线；S5：以所述基本调查单元为调查单位，结合野外调查底图和行走路线，采用GPS和GIS相结合的方法，对沟蚀位置和特征指标开展野外调查，记录存储调查结果并填写沟蚀野外调查表；S6：对调查数据进行处理并整理所述调查数据；S7：通过计算获得调查结果；其中，所述GPS为全球定位系统，所述GIS为地理信息系统。...

【技术特征摘要】
1.一种沟蚀调查方法，其特征在于，所述沟蚀调查方法包括以下步骤：S1：依据高斯-克吕格投影分带方法，将中华人名共和国地图分为22个3度带，在每一带内，Y轴方向以中央经线为基准向两侧划分网格，X轴方向以赤道为基准向两侧划分网格；S2：在全国或区域调查范围内按统一网格布局：若调查范围为全国，根据网格大小划分为四层：第一层网格为县级区，其大小为40km×40km；第二层网格为乡级区，设置在第一层网格内部，其大小为10km×10km；第三层网格为控制区，设置在第二层网格内部，其大小为5km×5km；第四层网格为基本调查单元，设置在第三层网格内部，其大小为1km×1km；确定基本调查单元中心点的地理坐标；若调查范围为区域，在区域网格内，通过给定抽样密度，根据区域网格大小确定调查单元的大小，进而确定其中心点的地理坐标；S3：选取调查范围地形图，确定野外调查单元的具体位置和范围；S4：制作野外调查底图和沟蚀野外调查表，确定调查行走路线；S5：以所述基本调查单元为调查单位，结合野外调查底图和行走路线，采用GPS和GIS相结合的方法，对沟蚀位置和特征指标开展野外调查，记录存储调查结果并填写沟蚀野外调查表；S6：对调查数据进行处理并整理所述调查数据；S7：通过计算获得调查结果；其中，所述GPS为全球定位系统，所述GIS为地理信息系统。2.一种根据权利要求1所述的沟蚀调查方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤：S301：依据基本调查单元中心点的地理坐标确定调查范围的地形图；S302：确定地形图的中心方里网格，勾绘野外调查单元边界；S303：若网格属于大川、大河、塬面或平原区域，直接勾绘1km×1km网格边界；S304：若网格中平原或水域面积与所述网格面积之比大于或等于20％，直接勾绘1km×1km网格边界；S305：若网格属于丘陵区或山区，选择面积为0.5-2km2的在中心方里网格内或与该中心方里网格有关联的小流域，该小流域为野外调查单元边界。3.一种根据权利要求2所述的沟蚀调查方法，其特征在于，若所述小流域在2km2之内，则勾绘所述小流域边界，具体方法如下：小流域边界与等高线垂直相交，沿脊线延伸，在沟口处闭合；若小流域出口处为宽谷，则小流域左、右岸的边界延伸到宽谷中心，与宽谷中心线构成闭合调查单元。4.一种根据权利要求1所述的沟蚀调查方法，其特征在于，所述野外调查底图是将基本调查单元边界及边界内的等高线、高程点、道路和居民点数字化后，结合经纬度、比例尺、图名和制图人制作而成的PDF格式的调查图，用于野外勾绘侵蚀沟位置，其包括基本调查单元编号名称、基本调查单元边界、等高线、比例尺、制图人、填图人、复核人及对应日期。5.一种根据权利要求4所述的沟蚀调查方法，其特征在于，所述野外调查底图使用WGS1984坐标。6.一种根据权利要求5所述的沟蚀调查方法，其特征在于，所述野外调查底图上还绘制有多条行走路线，所述行走路线沿等高线绘制，绘制间距为100-200m，所述每条行走路线上包括三个点，用于提供野外调查行走时的导航定位。7.一种根据权利要求1所述的沟蚀调查方法，其特征在于，所述沟蚀野外调查表用于记录基本调查单元的基本信息、每条侵蚀沟的断面信息、耕作方向、治沟措施、发展状态和照片编号信息。8.一种根据权利要求1所述的沟蚀调查方法，其特征在于，所述对沟蚀位置和特征指标开展野外调查具体包括：区分浅沟与切沟、沟蚀定位、沟蚀测量和拍摄照片。9.一种根据权利要求8所述的沟蚀调查方法，其特征在于，所述区分浅沟与切沟按以下方法进行判断：若侵蚀沟不能横过进行耕作，则该侵蚀沟为切沟，否则为浅沟；若侵蚀沟切穿犁底层，则该侵蚀沟为切沟，否则为浅沟；若侵蚀沟深度大于30-50厘米，则该侵蚀沟为切沟，否则为浅沟；若侵蚀沟沟壁坡度在60度及以上，则该侵蚀沟为切沟，否则为浅沟；若侵蚀沟沟头跌水以下拖拉机不能横过耕作，沟尾以下能横过耕作，则沟头跌水以下至沟尾以上部分为切沟，沟头跌水以上或沟尾以下部分为浅沟。10.一种根据权利要求8所述的沟蚀调查方法，其特征在于，所述沟蚀定位包括：调查人员根据GPS导航和询问当地人的手段到...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝元，刘刚，王大安，张天宇，谢云，伍永秋，赵莹，段兴武，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11