一种土壤水蚀保持量的监测方法、系统和电子设备技术方案

本发明专利技术涉及水土保持技术领域，尤其涉及一种土壤水蚀保持量的监测方法、系统和电子设备，方法包括：根据预设区域的降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度因子、坡长因子、植被覆盖度因子和水土保持因子，计算得到预设区域的实际水蚀模数，根据预设最大植被覆盖度因子，以及预设区域的降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度因子、坡长因子和水土保持因子，计算得到预设区域的最大水蚀模数；进而计算得到预设区域的土壤水蚀保持量。一方面，对小尺度、偶发性的土壤水蚀保持量同样具有适用性，另一方面，利用无人机能够满足较大区域的土壤水蚀保持量的监测，尤其能够对偏远地区水土流失事件进行方便快捷地实现监测，避免人工监测，效率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤水蚀保持量的监测方法、系统和电子设备


[0001]本专利技术涉及水土保持
，尤其涉及一种土壤水蚀保持量的监测方法、系统和电子设备。

技术介绍

[0002]土壤水蚀是土壤、土体或其他地面组成物质在降雨、径流等水力作用下被破坏、分离、搬运和沉积的过程。土壤水蚀本来是自然界发生的一种基本地质过程，然而由于人们的土地滥加利用比如森林砍伐、农业开垦，特别是工业化和城市化等这些人为因素更是加快了这个地质过程。各个地区的工业化所带来的侵蚀速率，大大超过土地在自然状态下植被遭受的侵蚀速率，使得土壤水蚀成为当今人类面临的一种最普遍、持续性最强的生态地质灾害。
[0003]土壤水蚀导致了严重的后果：(1)肥沃表土的流失，破坏土地资源，降低土地生产力，影响粮食和生态安全；(2)随侵蚀过程迁移的泥沙淤积阻塞江河湖泊、加剧旱涝灾害，迁移的污染物引起河流、湖泊、水库的富营养化等，从而对下游地区的生态环境和社会经济带来严重影响；(3)侵蚀搬运使土壤碳氮磷的含量与组分发生变化，进而影响全球生源要素循环乃至成为重要的全球气候变化驱动要素。
[0004]当前对土壤水蚀保持量的计算多是借助于野外调查法、水文资料法和水蚀模型模拟法。野外调查法易于操作，方法成熟；但该方法简单且易受主观影响，并只了解结果而不涉及侵蚀过程，精度有限。水文资料法研究范围广，效率高，但该方法只能获取流域出口数据，流域内部当作“黑箱”处理，因而无法掌握流域内土壤侵蚀的过程信息。水蚀模型模拟法方法成熟，侵蚀过程明确，精度较高；但是受限于输入数据限制，多数模型只能进行静态的、基于年尺度和区域尺度上的研究，对小尺度、偶发性的土壤风蚀过程缺乏适用性，且存在人工监测耗时大、效率低、不能满足大区域土壤风蚀保持量的监测的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种土壤水蚀保持量的监测方法、系统和电子设备。
[0006]本专利技术的一种土壤水蚀保持量的监测方法的技术方案如下：
[0007]通过无人机采集预设区域的多个局部图像；
[0008]根据所有的局部图像生成所述预设区域的DOM和DEM；
[0009]根据所有的局部图像生成所述预设区域的DOM和DEM，根据所述预设区域的DOM计算得到所述预设区域的植被覆盖度因子，根据所述预设区域的DEM计算所述预设区域的坡度因子和坡长因子；
[0010]计算得到预设区域的降雨侵蚀力因子和土壤可蚀性因子，并设置所述预设区域的水土保持因子；
[0011]根据所述预设区域的降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度因子、坡长因子、植
被覆盖度因子和水土保持因子，计算得到所述预设区域的实际水蚀模数，根据预设最大植被覆盖度因子，以及所述预设区域的降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度因子、坡长因子和水土保持因子，计算得到所述预设区域的最大水蚀模数；
[0012]根据所述预设区域的实际水蚀模数和所述预设区域的最大水蚀模数，计算得到所述预设区域的土壤水蚀保持量。
[0013]本专利技术的一种土壤水蚀保持量的监测方法的有益效果如下：
[0014]一方面，对小尺度、偶发性的土壤水蚀保持量同样具有适用性，另一方面，利用无人机能够满足较大区域的土壤水蚀保持量的监测，尤其能够对偏远地区水土流失事件进行方便快捷地实现监测，避免人工监测，效率高。
[0015]本专利技术的一种土壤水蚀保持量的监测系统的技术方案如下：
[0016]包括采集模块、生成计算模块、计算设置模块、第一计算模块和第二计算模块；
[0017]所述采集模块用于：通过无人机采集预设区域的多个局部图像；
[0018]所述生成计算模块用于：根据所有的局部图像生成所述预设区域的 DOM和DEM，根据所述预设区域的DOM计算得到所述预设区域的植被覆盖度因子，根据所述预设区域的DEM计算所述预设区域的坡度因子和坡长因子；
[0019]所述计算设置模块用于：计算得到预设区域的降雨侵蚀力因子和土壤可蚀性因子，并设置所述预设区域的水土保持因子；
[0020]所述第一计算模块用于：根据所述预设区域的降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度因子、坡长因子、植被覆盖度因子和水土保持因子，计算得到所述预设区域的实际水蚀模数，根据预设最大植被覆盖度因子，以及所述预设区域的降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度因子、坡长因子和水土保持因子，计算得到所述预设区域的最大水蚀模数；
[0021]所述第二计算模块用于：根据所述预设区域的实际水蚀模数和所述预设区域的最大水蚀模数，计算得到所述预设区域的土壤水蚀保持量。
[0022]本专利技术的一种土壤水蚀保持量的监测系统的有益效果如下：
[0023]一方面，对小尺度、偶发性的土壤水蚀保持量同样具有适用性，另一方面，利用无人机能够满足较大区域的土壤水蚀保持量的监测，尤其能够对偏远地区水土流失事件进行方便快捷地实现监测，避免人工监测，效率高。
[0024]本专利技术的一种电子设备的技术方案如下：
[0025]包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一项所述的一种土壤水蚀保持量的监测方法的步骤。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例的一种土壤水蚀保持量的监测方法的流程示意图；
[0027]图2为三江源样地土壤水蚀保持量空间分布示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例的一种土壤水蚀保持量的监测系统的结构示意图。
具体实施方式
[0029]如图1所示，本专利技术实施例的一种土壤水蚀保持量的监测方法，包括如下步骤：
[0030]S1、通过无人机采集预设区域的多个局部图像；
[0031]其中，预设区域为需要进行土壤风蚀保持量监测的区域，可根据实际情况设置。
[0032]S2、根据所有的局部图像生成预设区域的DOM和DEM，根据预设区域的DOM计算得到预设区域的植被覆盖度因子，根据预设区域的DEM计算预设区域的坡度因子和坡长因子；
[0033]其中，由于直接拍摄预设区域的整体图像，一般会导致整体图像的分辨率较低，由此可通过多个局部图像拼接的方式，生成预设区域的高分辨率的整体图像，即预设区域的DEM；
[0034]其中，预设区域的DOM为用于表征预设区域的地形和地貌的数字高程模型；
[0035]其中，具体生成预设区域的DOM和DEM的方式如下：
[0036]1)第一种方式：将无人机采集的预设区域的多个局部图像，导入DPgrid 影像处理平台，经空中三角测量、DEM编辑后，生成具有高空间分辨率的预设区域的DOM和DEM；
[0037]2)第二种方式：选取并对曝光过度和/或灰暗的局部图像进行匀光匀色处理，将匀光匀色处理后的局部图像，以及其它剩余的对曝光正常和/或亮度正常的局部图像，导入DPgrid影像处理平台，经空中三角测量、DEM编辑后，生成具有高空间分辨率的预设区域的DOM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤水蚀保持量的监测方法，其特征在于，包括：通过无人机采集预设区域的多个局部图像；根据所有的局部图像生成所述预设区域的DOM和DEM，根据所述预设区域的DOM计算得到所述预设区域的植被覆盖度因子，根据所述预设区域的DEM计算所述预设区域的坡度因子和坡长因子；计算得到预设区域的降雨侵蚀力因子和土壤可蚀性因子，并设置所述预设区域的水土保持因子；根据所述预设区域的降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度因子、坡长因子、植被覆盖度因子和水土保持因子，计算得到所述预设区域的实际水蚀模数，根据预设最大植被覆盖度因子，以及所述预设区域的降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度因子、坡长因子和水土保持因子，计算得到所述预设区域的最大水蚀模数；根据所述预设区域的实际水蚀模数和所述预设区域的最大水蚀模数，计算得到所述预设区域的土壤水蚀保持量。2.根据权利要求1所述的一种土壤水蚀保持量的监测方法，其特征在于，计算所述预设区域的降雨侵蚀力因子的过程，包括：利用第一公式计算所述预设区域的降雨侵蚀力因子R，所述第一公式为：其中，P
′
表示所述预设区域的年均降雨量，P
″
i
为第i月的降雨量。3.根据权利要求2所述的一种土壤水蚀保持量的监测方法，其特征在于，计算所述预设区域的土壤可蚀性因子的过程，包括：利用第二公式计算所述预设区域的土壤可蚀性因子K，所述第二公式为：利用第二公式计算所述预设区域的土壤可蚀性因子K，所述第二公式为：其中，SAN表示所述预设区域的砂粒含量，SIL表示所述预设区域的粉粒含量，CLA表示所述预设区域的粘粒含量，C1表示所述预设区域的有机碳含量，SN1＝1
‑
SN/100。4.根据权利要求3所述的一种土壤水蚀保持量的监测方法，其特征在于，计算所述预设区域的坡长因子的过程，包括：利用第三公式计算所述预设区域的坡长因子L，所述第三公式为其中，θ表示所述预设区域的坡度，f
x
表示所述预设区域的南北方向上的高程变化率，f
y
表示所述预设区域的东西方向上的高程变化率，λ表示所述预设区域的水平坡长。5.根据权利要求4所述的一种土壤水蚀保持量的监测方法，其特征在于，计算所述预设区域的植被覆盖度因子的过程，包括：利用第四公式计算所述预设区域的植被覆盖度因子C，所述第四公式为：
其中，V
VDVI
表示所述预设区域的VDVI指数,α
′
表示第一预设参数，β
′
表示第二预设参数。6.根据权利要求5所述的一种土壤水蚀保持量的监测方法，其特征在于，计算所述预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军邦，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：