申请/专利权人：河南大学

申请日：2022-03-04

公开（公告）日：2022-09-20

公开（公告）号：CN114580910B

主分类号：G06Q10/06

分类号：G06Q10/06;G06Q50/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.09.20#授权;2022.06.21#实质审查的生效;2022.06.03#公开

摘要：本发明属于生态水文技术领域，公开一种考虑道路影响的流域泥沙连通性评价方法，该方法通过改进连通性指数IC的计算，即在计算过程中以能更好地反映山区森林区域的泥沙连通性的相对平滑度指数RS作为权重因子，同时，将道路作为掩膜图层参与IC的计算过程，从而考虑路网影响下河网掩膜图层的生成，进而反映道路网络对地表径流方向的影响、对汇流路径长度的改变等，以弥补道路作为排水通道对泥沙连通性影响的不足，使其适用于道路影响的山区森林区域。本发明可以弥补道路作为排水通道对泥沙连通性影响的不足，使得计算结果既能反映山区森林流域的土壤覆盖与地形特征，又能充分反映道路网络对流域泥沙连通性的影响。

主权项：1.一种考虑道路影响的流域泥沙连通性评价方法，其特征在于，包括：步骤1、基于ArcGIS平台，进行数据的获取和处理；所述数据包括数字高程模型DEM数据、谷歌卫星影像数据、根据谷歌卫星影像数据目视解译得到的流域内道路网络与河流网络；步骤2、利用ArcGIS平台，基于流域内DEM数据，运用空间分析中的坡度工具计算得到研究区坡度因子；步骤3、计算相对平滑度指数作为权重因子，以反映山地森林地区土地覆盖和地表特征对泥沙连通性的影响；所述步骤3包括：以流域内DEM为基础，通过SpatialAnalystTools中的表面分析-坡度，计算流域内的坡度图层；随后，借助栅格计算器，通过地面粗糙度的计算公式，即地得到粗糙度图层；然后，根据粗糙度指数与曼宁系数的关系式，计算得到曼宁系数：Y＝2.4234×e0.3005lnn式中：Y为地表粗糙度，n为曼宁系数；随后，按照下式得到相对平滑度指数： 式中：nmin为曼宁系数的最小值；RS为相对平滑度指数，是一个无量纲数字，从0.0～1.0不等；步骤4、以谷歌卫星影像数据矢量化得到的流域内道路网络为基础，基于ArcGIS平台，运用要素转栅格工具和重分类工具区分流域内的道路和其它土地利用类型，并将道路栅格赋值为0，其它土地利用类型赋值为1，进而生成道路掩膜图层；步骤5、以流域内DEM数据为基础，基于ArcGIS平台，获取水流流向与汇流累积量图层；步骤6、通过空间分析中的水流长度工具计算沿流路径从每个像元到栅格边上的汇点或出水口的下坡距离，并以流域泥沙传输的最终流向作为水流流向的栅格数据、作为权重栅格数据，从而得到下坡组分；所述步骤6包括：通过空间分析中的水流长度工具计算沿流路径从每个像元到栅格边上的汇点或出水口的下坡距离，并以流域泥沙传输的最终流向作为水流流向的栅格数据、作为权重栅格数据，得到下坡组分，具体公式如下： 式中：Ddn表示径流和泥沙沿路线到达指定流域出水口或沟道的可能性；di为研究单元到泥沙汇的距离；Wi是第i个单元的权重因子，此处用相对平滑度指数代替；Si是第i个单元的坡度因子；借助栅格计算器工具为上述计算结果为0的栅格单元赋值；步骤7、借助汇流累积量工具分别以相对平滑度指数和坡度为权重栅格数据，计算不同权重栅格数据下的汇流累积量，根据不同权重栅格数据下的汇流累积量，通过栅格计算器工具计算上坡平均权重因子和上坡平均坡度，从而得到上坡组分；所述步骤7包括：借助汇流累积量工具分别以相对平滑度指数和坡度为权重栅格数据，计算不同权重栅格数据下的汇流累积量，即FlowRS和FlowS；随后根据FlowRS和FlowS，通过栅格计算器工具计算上坡平均权重因子和上坡平均坡度，并根据下式、借助栅格计算器，计算得到上坡组分： 式中：Dup表示上坡的连通分量，决定了上坡产生的径流和泥沙向下游流动的潜力；是上坡贡献面积的平均权重因子，代表山区森林流域径流和泥沙在输移过程中可能遇到的阻抗；为上坡贡献区域面积的平均坡度；为上坡的贡献面积；步骤8、通过栅格计算器工具中的Log10函数，计算得到泥沙连通性指数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 河南大学 一种考虑道路影响的流域泥沙连通性评价方法

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