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元胞自动机在模拟土壤侵蚀时空演化过程中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤侵蚀作为一个全球性的环境问题已经越来越受到人们的广泛关注。动态模拟和预测土壤侵蚀的发育及演化过程具有十分重要的意义。元胞自动机（Cellular Automata简称CA）是一种“自下而上”的动态模拟建模框架，具有模拟地理复杂系统时空演化过程的能力。从元胞自动机的概念和原理入手，介绍了CA模型的特征及其在土壤侵蚀学科中的应用情况和存在问题，对CA模型应用于土壤侵蚀过程的模拟、预测的可行性和可操作性进行了探讨。 相似文献
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基于RBF神经网络的土壤侵蚀预测模型研究 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤侵蚀的物理机理十分复杂,用数学方式难以描述.针对土壤侵蚀过程的模糊性、随机性、非线性等特点,将RBF神经网络的理论与方法应用到土壤侵蚀预测中.以杏木小流域为研究对象,应用RBF神经网络方法构建土壤侵蚀预测模型,以汛期降雨量、径流系数、土壤容量、有机质含量及孔隙度土壤侵蚀因子作为模型的输入层变量,输出层变量为年土壤侵蚀模数.通过模拟训练和预测,RBF神经网络取得的结果较好,能够有效地预测土壤侵蚀,且与常见的BP神经网络土壤侵蚀预测模型相比,RBF神经网络得到的预测结果精度更高.RBF神经网络模型将土壤侵蚀预测问题转化为影响因子和年侵蚀模数的非线性问题,该模型的模拟与预测为复杂的土壤侵蚀规律研究提供了新途径. 相似文献
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基于WebGIS的土壤侵蚀模型的研究及应用 总被引：14，自引：9，他引：14
土壤侵蚀是一个世界性的环境问题 ,它使土壤的生产力和用水的质量降低 ,从而引起土壤沉积并增加了发生洪涝灾害的可能性。随着世界范围内土壤侵蚀的日益严重以及水土流失问题的突出 ,土壤侵蚀的研究越来越深入。但目前对土壤侵蚀的工作大多局限在模型的改进和其相关因子的选择上 ,缺乏一个良好的用户界面来完成土壤侵蚀模型各个因子以及土壤侵蚀预测结果的分析与其可视化。通过充分利用 GIS的有关技术 ,建立了一个基于 USL E的网络土壤侵蚀模型 ,并设计了应用界面 ,解决了上述问题。试验表明 :这个基于 WEBGIS的土壤侵蚀模型 ,不仅使土壤侵蚀研究成果通过 GIS的良好界面表现出来 ,而且还可以利用 GIS的有关分析工具 ,反过来促进土壤侵蚀模型的改进。 相似文献
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土壤侵蚀系统是一个典型的非线性动力系统,系统内部的侵蚀发育演化过程十分复杂,为了对该过程进行精确的模拟和预测,需要发展有效的技术和方法.元胞自动机( cellular automata,CA)是一种具有时空特征的离散动力学模型,采用“自下而上”的构模方式,对于模拟和分析具有空间特征的土壤侵蚀系统具有先天优势.由于空间尺度变化所引起的土壤侵蚀因子对侵蚀产沙过程的影响不同,CA模型在坡面尺度下主要针对细沟侵蚀和土壤颗粒的变化,在小流域尺度下涉及到更多的元胞状态和更加完整的侵蚀过程,在大区域尺度下重点研究气候和地貌之间的相互作用.不同空间尺度建立的CA模型没有确定的转换规则,模型通用性较低,今后需要在三维可视化、智能化等方面深入研究CA模型在土壤侵蚀领域的应用. 相似文献
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通过对土壤侵蚀预测及其模型的评述,提出了土壤侵蚀预测建模中存在的问题及对策。从目前已经建立的坡面、小流域和区域不同空间尺度上的土壤侵蚀预测模型可知,各空间尺度上指标的选择和模型的建立,均是独立进行的,相互之间缺乏有机的联系,不同空间尺度模型无法进行有效的信息交换。随着水土流失的治理已由点、小流域治理,进入了大规模连片集中治理的阶段,土壤侵蚀预测建模研究的重点,应转向不同空间尺度土壤侵蚀预测模型之间的关系与转换上来。通过建立不同空间尺度间土壤侵蚀预测转换模型,利用小尺度上实用的土壤侵蚀预测模型和数据,对区域水土流失进行定量预测与评价,具有重要的理论与实践意义。 相似文献
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地理信息系统(GIS)以其在数据管理、空间分析及结果可视化等方面的优势,被广泛应用于不同空间尺度土壤侵蚀预测与评价。分别对GIS在小流域和区域尺度的土壤侵蚀预测与评价研究进行了评述,在土壤侵蚀预测与评价中,应建立一体化的GIS土壤侵蚀定量模型,并加强GIS在土壤侵蚀多空间尺度转换研究中的应用。 相似文献
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土壤侵蚀学科发展战略 总被引：15，自引：0，他引：15
进入21世纪,我国土壤侵蚀研究迎来了新的发展机遇和挑战。详细述评了国内外土壤侵蚀学科发展历程,提出了土壤侵蚀学科研究存在的问题,如研究对象的复杂性和不确定性,基础数据积累不足与共享性差,研究思路和方法急需创新,基础科学研究落后于生产实践等。基于对我国土壤侵蚀学科研究的社会需求和科学需求的分析,提出了土壤侵蚀学科前沿布设和优先领域,如土壤侵蚀过程与机理,土壤侵蚀预报模型,土壤侵蚀环境效应评价,侵蚀灾害预警,重大工程及全球变化对侵蚀环境影响和土壤侵蚀研究新技术与方法等。 相似文献
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寇振一 《水土保持应用技术》2017,(3):35-37
高原地区由于过量的土壤侵蚀,土壤质量下降,农业产品损失。保护性农业(简称CA,下同)为这些地区带来了希望。CA降低土壤侵蚀,增加土壤质量和产量,尽管如此,CA没有广泛的应用。对CA的效益及农民CA使用支付意愿进行调查,结果表明:同传统管理相比,CA下产量增加,成本小幅降低,但差异不显著。意识到土壤损失的农民更可能采用CA,农民对经济因素比较感兴趣,例如增加产量,节省成本。 相似文献
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不同土地利用模式下土壤侵蚀空间演化模拟 总被引：17，自引：0，他引：17
高分子聚合物具有改善土壤结构,增加降雨入渗,调控坡面径流的作用。为探索适合于黄土区应用的高效低廉降雨径流调控新材料,选择聚丙烯酸、聚乙烯醇、脲醛树脂3种高分子聚合物,以不同浓度施入土壤,研究其对土壤物理性质的影响。实验表明：(1)土壤经3种高分子聚合物处理后平均水稳性团粒含量增加17．27％,渗透性能提高41．81％,容重减少11．18％,土壤持水能力较对照提高2．8倍。这说明此3种高分子聚合物均是较好的土壤结构改良剂,尤其是聚丙烯酸效果最为显。(2)根据3种聚合物不同浓度处理后的综合效果,确定了聚丙烯酸、聚乙烯酵、脲醛树脂的适宜浓度分别为4．8％—6．0％,1．6％,10．0％。 相似文献
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基于GIS的流域土壤侵蚀量估算指标模型方法——以嘉陵江上游西汉水流域为例 总被引：17，自引：8，他引：17
在分析土壤侵蚀形成的各主要影响因子的基础上 ,提出了基于栅格地理信息系统的流域土壤侵蚀量估算的指标模型。结合嘉陵江上游西汉水流域具体情况 ,以降雨、地形、沟谷密度、植被盖度、成土母质等为主要指标 ,对流域土壤侵蚀量进行了估算 ,计算结果与实测数据相符合 相似文献
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豫西黄河流域土壤侵蚀环境特征与类型划分 总被引：1，自引：0，他引：1
豫西黄河流域是黄河泥沙的产区之一,严重的水土流失使黄河下游泥沙、洪水问题更加严峻。通过对研究区土壤侵蚀的地质环境及形态类型的调查研究,分析了研究区控制土壤侵蚀的主要地质环境特征,在此基础上依据不同地质环境特征,主要考虑地形地貌类型和地层岩性等地质环境条件的差异,将研究区土壤侵蚀环境类型划分为基岩山地丘陵侵蚀、黄土塬梁峁丘陵侵蚀、河谷侵蚀3种类型,这对于黄河的治理与开发以及区内生态建设具有重要的意义。 相似文献
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基于元胞自动机的黄土小流域地形演变模拟 总被引：1，自引：1，他引：0
黄土高原以沟沿线为基准分为正地形和负地形2种基本的地貌形态,黄土小流域正负地形演变是黄土高原地貌形态发育的缩影。该文采用元胞自动机建模方法,对人工降雨条件下室内黄土小流域正负地形的动态演变过程进行建模与模拟。试验使用近景摄影测量方法监测小流域发育过程,处理获得10mm分辨率的数字高程模型。模拟迭代过程逼真地刻画了黄土负地形区向正地形区不断蚕食的动态演化过程,并能反映出非常重要的黄土陷穴现象的发生。模拟结果在数量上和空间分布上都取得了较好的模拟效果。研究认为元胞自动机建模方法可以用来模拟黄土小流域的正负地形演变,有助于揭示黄土地形演化机制。 相似文献
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由降雨事件引起的坡面产流和土壤侵蚀的元胞自动机模拟 总被引：2，自引：0，他引：2
A novel quantitative cellular automata (CA) model that simulates and predicts hillslope runoff and soil erosion caused by rainfall events was developed by integrating the local interaction rules and the hillslope surface hydraulic processes. In this CA model, the hillslope surface was subdivided into a series of discrete spatial cells with the same geometric features. At each time step, water and sediment were transported between two adjacent spatial cells. The flow direction was determined by a combination of water surface slope and stochastic assignment. The amounts of interchanged water and sediment were computed using the Chezy-Manning formula and the empirical sediment transport equation. The water and sediment discharged from the open boundary cells were considered as the runoff and the sediment yields over the entire hillslope surface. Two hillslope soil erosion experiments under simulated rainfall events were carried out. Cumulative runoff and sediment yields were measured, respectively. Then, the CA model was applied to simulate the water and soil erosion for these two experiments. Analysis of simulation results indicated that the size of the spatial cell, hydraulic parameters, and the setting of time step and iteration times had a large impact on the model accuracy. The comparison of the simulated and measured data suggested that the CA model was an applicable alternate for simulating the hillslope water flow and soil erosion. 相似文献
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南方红壤丘陵区水土保持生态服务功能提升研究进展——以江西省兴国县塘背河小流域为例 总被引：3，自引：2，他引：1
[目的]总结和探讨南方红壤丘陵区水土保持生态服务功能的提升途径,为该区水土保持生态建设、脱贫致富和社会经济可持续发展提供科学借鉴。[方法]以江西省兴国县塘背河小流域为例,基于相关科学研究和文献资料,在综合考虑不同生态服务功能之间的关系基础上,开展以水土保持服务功能提升为核心的关键技术研究。[结果]在系统梳理塘背河小流域治理成效的基础上,指出崩岗侵蚀、林分结构单一和林下流、规模化经果林开发导致的局部水土流失恶化和生态系统脆弱等问题依然存在,亟需从前期侧重遏制水土流失为主的生态修复转向生态系统服务功能整体提升为主的新阶段,这是南方红壤丘陵区普遍存在的问题。[结论]建议以生态系统服务提升为核心目标,从不同服务之间权衡与协同关系和水土保持服务的空间流动等基础科学问题研究入手,研发水土保持生态服务功能提升关键技术(包括权衡与协同土壤保持与生物多样性、水源涵养和固碳增汇等服务功能之间的关系),并构建生态和社会经济协调发展的生态服务功能提升综合模式,打造塘背河小流域"升级版"和"扩展板",以促进研究成果的转化,服务南方红壤丘陵区生态环境保护与可持续高质量发展。 相似文献