一种土壤侵蚀强度估算方法、系统及存储介质技术方案

本申请涉及土壤侵蚀分析技术领域，具体而言，涉及一种土壤侵蚀强度估算方法、系统及存储介质，一定程度上可以解决计算获得的土壤侵蚀强度与实际情况存在较大的误差的问题。所述土壤侵蚀强度估算方法包括：获取年降雨侵蚀力，并根据卫星降雨量数据对年降雨侵蚀力进行拟合优化，输出年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式，其中，所述年降雨侵蚀力是基于气象站逐日降雨数据计算得到的；使用年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式对年降雨量卫星栅格数据进行采样，获取并输出优化后的年降雨侵蚀力；获取土地利用类型，并根据土壤流失方程，将优化后的年降雨侵蚀力带入至土壤流失方程，获取并输出土壤侵蚀强度。土壤侵蚀强度。土壤侵蚀强度。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤侵蚀强度估算方法、系统及存储介质


[0001]本申请涉及土壤侵蚀分析
，具体而言，涉及一种土壤侵蚀强度估算方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]土壤侵蚀是自然因素和人为因素综合作用的结果，自然因素为土壤侵蚀发生、发展的潜在条件，主要包括降雨、地形地貌、植被、土壤等，这些自然因素对土壤侵蚀的影响各不相同，但又相互影响、相互制约，进而导致土壤侵蚀模数在空间分布上呈现区域分异性和尺度差异性。
[0003]在一些土壤侵蚀强度研究的过程中，通常获取得到低空间分辨率的影像数据，再利用单一的、离散的、空间分布较远（一般1个县仅有1个雨量站，偏远地区甚至更少）且分布不均匀的地面雨量站的降雨数据对于土壤侵蚀模型进行计算，进而获取得任一地区的土壤侵蚀强度。
[0004]然而，由于在对土壤侵蚀模型进行建模过程中，仅仅使用单一的、离散的降雨数据获取得到的土壤侵蚀模型缺乏时效性，使得计算获得的土壤侵蚀强度与实际情况存在较大的误差。

技术实现思路

[0005]为了解决计算获得的土壤侵蚀强度与实际情况存在较大的误差的问题，本申请提供了一种土壤侵蚀强度估算方法、系统及存储介质。
[0006]本申请的实施例是这样实现的：本申请实施例的第一方面提供一种土壤侵蚀强度估算方法，所述方法包括：获取年降雨侵蚀力，并根据卫星降雨量数据对年降雨侵蚀力进行拟合优化，输出年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式，其中，所述年降雨侵蚀力是基于气象站逐日降雨数据计算得到的；使用年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式对年降雨量卫星栅格数据进行采样，获取并输出优化后的年降雨侵蚀力；获取土地利用类型，并根据土壤流失方程，将优化后的年降雨侵蚀力带入至土壤流失方程，获取并输出土壤侵蚀强度。
[0007]在一些实施例中，使用年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式对年降雨量卫星栅格数据进行采样，获取并输出优化后的年降雨侵蚀力的过程中，所述方法包括：获取空间分辨率为1 km的逐月降雨量栅格数据，所述空间分辨率1 km的逐月降雨量栅格数据为根据全球气候数据集通过Delta空间降尺度生成；将空间分辨率为1 km的逐月降雨量栅格数据按照年度进行累加获得年降雨量格栅数据；基于年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式，对年降雨量格栅数据进行采样并生成空
间分辨率为2 m的年降雨侵蚀力。
[0008]在一些实施例中，获取年降雨侵蚀力的过程中，使用如下的公式：其中，为年降雨侵蚀力；为第i个半月的降雨侵蚀力，i取1~24；为该年第y个侵蚀性日雨量；回归系数，当时间为冷季（10~12月，1~4月）时，=0.3101，当降雨时间为暖季（5~9月）， =0.3937；y为该年第i个半月内降雨量大于等于10 mm的侵蚀性降雨总日数；m为半月内侵蚀性降雨日数；为第i个半月平均降雨侵蚀力占年降雨侵蚀力的权重。
[0009]在一些实施例中，根据卫星降雨量数据对年降雨侵蚀力进行拟合优化的过程中，所述方法包括：获取卫星降雨量数据，使用卫星降雨量数据对获得的年降雨侵蚀力进行拟合，输出年降雨侵蚀力对于卫星降雨量数据的幂函数；使用决定系数以及平均绝对百分比误差对年降雨侵蚀力对于卫星降雨量数据的幂函数进行判断；输出拟合效果最优的年降雨侵蚀力对于卫星降雨量数据的幂函数。
[0010]在一些实施例中，在获取土地利用类型的步骤中，所述方法包括：获取第一影像数据和第二影像数据，并融合第一影像数据和第二影像数据，输出融合后的第三影像数据，其中，所述第一影像数据为空间分辨率为30 m的多光谱RGB波段影像数据，所述第二影像数据为空间分辨率为15m的全色波段影像数据；获取第四影像数据，融合第三影像数据和第四影像数据，输出融合后的第五影像数据，其中，第四影像数据为空间分辨率为2m的多光谱RGB波段影像数据；对第五影像数据进行区域分割，获取并输出土地利用类型。
[0011]在一些实施例中，融合第一影像数据和第二影像数据，输出融合后的第三影像数据的步骤中，所述方法包括：使用至少两种影像数据融合方法对第一影像数据和第二影像数据进行融合，并输出各自对应的第三影像数据；通过对两种影像数据融合方法生成的第三影像数据进行比较，选取包含信息量较多的第三影像数据作为最优第三影像数据输出；其中，所述信息量包括：均值、标准差相关系数、光谱扭曲度、平均梯度以及信息熵。
[0012]本申请实施例的第二方面提供一种土壤侵蚀强度估算系统，所述土壤侵蚀强度估算系统包括：
降雨侵蚀力计算单元，获取年降雨侵蚀力，并根据卫星降雨量数据对年降雨侵蚀力进行拟合优化，输出年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式，其中，所述年降雨侵蚀力是基于气象站逐日降雨数据计算得到的；降雨侵蚀力优化单元，用于使用年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式对年降雨量卫星栅格数据进行采样，获取并输出优化后的年降雨侵蚀力；土壤侵蚀强度获取单元，用于获取土地利用类型，并根据土壤流失方程，将优化后的年降雨侵蚀力带入至土壤流失方程，获取并输出土壤侵蚀强度。
[0013]本申请实施例的第三方面提供一种存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时执行上述技术方案中所述的土壤侵蚀强度估算方法。
[0014]本申请的有益效果，通过基于气象站逐日降雨数据计算获得年降雨侵蚀力，再使用卫星降雨量数据与年降雨侵蚀力进行拟合以及优化，从而获得较为精准的年降雨侵蚀力计算公式，可实现计算获得的年降雨侵蚀力与实际测量数据相贴合，再通过年降雨侵蚀力计算公式对选定时间段内的逐月累加获得年降雨量格栅数据进行采样，获取得到选定时间段的逐年降雨侵蚀力；再通过将获得的逐年降雨侵蚀力以及土地利用类型带入至土壤流失方程中，从而获得土壤侵蚀强度，可实现较为准确获取当前地区对应土壤侵蚀强度的目的。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本申请一实施例的土壤侵蚀强度估算方法的流程图；图2为本申请另一实施例的土壤侵蚀强度估算方法用于展示输出年降雨侵蚀力过程的流程图；图3为本申请另一实施例的土壤侵蚀强度估算方法的流程图；图4为本申请另一实施例的土壤侵蚀强度估算方法用于展示获取土地利用类型的流程图；图5为本申请一实施例的土壤侵蚀强度估算系统的结构示意图。
[0017]附图标记说明：510、降雨侵蚀力计算单元；520、降雨侵蚀力优化单元；530、土壤侵蚀强度获取单元。
具体实施方式
[0018]为使本申请的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0019]需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤侵蚀强度估算方法，其特征在于，所述方法包括：获取年降雨侵蚀力，并根据卫星降雨量数据对年降雨侵蚀力进行拟合优化，输出年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式，其中，所述年降雨侵蚀力是基于气象站逐日降雨数据计算得到的；使用年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式对年降雨量卫星栅格数据进行采样，获取并输出优化后的年降雨侵蚀力；获取土地利用类型，并根据土壤流失方程，将优化后的年降雨侵蚀力带入至土壤流失方程，获取并输出土壤侵蚀强度。2.如权利要求1所述土壤侵蚀强度估算方法，其特征在于，使用年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式对年降雨量卫星栅格数据进行采样，获取并输出优化后的年降雨侵蚀力的过程中，所述方法包括：获取空间分辨率为1 km的逐月降雨量栅格数据，所述空间分辨率1 km的逐月降雨量栅格数据为根据全球气候数据集通过Delta空间降尺度生成；将空间分辨率为1 km的逐月降雨量栅格数据按照年度进行累加获得年降雨量格栅数据；基于年降雨侵蚀力的拟合优化计算公式，对年降雨量格栅数据进行采样并生成空间分辨率为2 m的年降雨侵蚀力。3.如权利要求1所述土壤侵蚀强度估算方法，其特征在于，获取年降雨侵蚀力的过程中，使用如下的公式：其中，为年降雨侵蚀力；为第i个半月的降雨侵蚀力，i取1~24；为该年第y个侵蚀性日雨量；为回归系数，当时间为冷季（10~12月，1~4月）时，=0.3101，当降雨时间为暖季（5~9月），=0.3937；y为该年第i个半月内降雨量大于等于10 mm的侵蚀性降雨总日数；m为半月内侵蚀性降雨日数；为第i个半月平均降雨侵蚀力占年降雨侵蚀力的权重。4.如权利要求1所述土壤侵蚀强度估算方法，其特征在于，根据卫星降雨量数据对年降雨侵蚀力进行拟合优化的过程中，所述方法包括：获取卫星降雨量数据，使用卫星降雨量数据对获得的年降雨侵蚀力进行拟合，输出年降雨侵蚀力对于卫星降雨量数据的幂函数；使用决定系数以及平均绝对百分比误差对年降雨侵蚀力对于卫星降雨量数据的幂函
数进行判...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷少华，尤俊坚，金秋，耿韧，徐春，周璐，沈珊珊，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：