[发明专利]一种基于野外站点的水土流失模拟值时空加权校正方法

说明书

本发明公开了一种基于野外站点的水土流失模拟值时空加权校正方法，以运用时空地理加权回归模型校正CSLE模型的土壤侵蚀模数为例，包括如下步骤：①获取水土流失影响因素的基础数据并利用CSLE模型计算区域动态水土流失模拟值；②获取并处理水土流失监测站于该区域的水土流失实际测量值；③利用时空地理加权模型对模拟值和实测值进行回归拟合，并通过启发式智能优化算法最终得到土壤侵蚀模数校正模型；④校正模型的精度检验。本发明利用水土保持野外站点的实测时空数据校正水土流失方程模型及其水土流失单个影响因子值和土壤侵蚀模数模拟值，可有效提高水土流失量的测算和预测精确度。

技术领域

本发明属于遥感与地理过程模拟技术领域，涉及一种基于野外观测站点的水土流失模拟值时空加权校正方法。

背景技术

水土流失一直是一个世界严重的生态环境问题。提升区域水土流失量的计算机模拟值的精确度，不但有助于快速高效地监测并控制水土流失，而且对中国生态文明建设、“长江大保护”、社会经济可持续发展都具有深远意义。目前，基于GIS、RS技术，利用水土流失方程计算水土流失量是进行中国区域水土流失定量评价的主要方式。

通用土壤流失方程(Universal Soil LossEquation，USLE)、修正土壤流失方程(TheRevisedUniversalSoilLoss Equation，RUSLE)和中国土壤流失方程(Chinese SoilLoss Equation，CSLE)被广泛用于学术科研、数据统计和生产建设项目中。虽然CSLE被认为更贴近中国的实际情况，但该模型最初主要基于黄土高原水土流失数据总结提出，并且计算得到的土壤侵蚀模数，仅仅是计算机模拟值，与其他区域的野外实际水土流失量存在一定的偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决水土流失模拟值与实际值存在偏差，并通过利用野外站点实测数据校正水土流失方程的土壤侵蚀模数的方法。此方法适用于水土流失方程模型及其水土流失单个影响因子值和土壤侵蚀模数的校正。

本发明所采用的技术方案是：一种基于野外站点的水土流失模拟值时空加权校正方法，包括以下步骤：

步骤1：获取水土流失影响因素的基础数据并利用CSLE模型计算区域动态水土流失模拟值；

所述CSLE模型为：

A＝R×K×L×S×B×E×T；

式中：A表示年均土壤侵蚀量，单位t·hm^-2·a^-1；R表示降雨侵蚀力，单位MJ·mm·hm^-2·h^-1·a^-1；K为土壤可蚀性因子，单位t·hm²·h·hm^-2·MJ^-1·mm^-1；L、S为地形因子，也称坡长坡度因子，均为无量纲；B为植被覆盖与生物措施因子，无量纲；E为工程措施因子，无量纲；T为耕作措施因子，无量纲；

步骤2：通过水土流失监测站获取并处理该区域水土流失实际测量值；

步骤3：采用时空加权方法对模拟值和实测值进行回归拟合，得到土壤侵蚀模数校正模型；

步骤4：利用所述土壤侵蚀模数校正模型进行未来水土流失量的预测。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

(1)目前国内外的相关研究多为对某一影响因子的修正，区域性强但普适性较弱，同时对土壤侵蚀模数的校正研究不足。本发明提出的基于野外站点的水土流失模拟值时空加权校正方法，可以同时实现对影响因子和土壤侵蚀模数的校正，且适用于在各水土流失方程框架下进行校正模型的构建，具有强大的兼容性和普适性。