【CN109581412A】一种快速进行水土流失动态变化遥感监测的方法【专利】

技术领域 [0001] 本发明涉及水土流失技术领域，具体为一种快速进行水土流失动态变化遥感监测 的方法。
背景技术 [0002] 水土流失是指由于自然或人为因素的影响、雨水不能就地消纳、顺势下流、冲刷土 壤 ，造成水分 和土壤同时流失的 现象 。主要原因是地面坡度大 、土地 利 用不当 、地面植被遭 破坏、耕作技术不合理、土质松散、滥伐森林、过度放牧等。水土流失的危害主要表现在：土 壤耕作层被侵蚀、破坏，使土地肥力日趋衰竭；淤塞河流、渠道、水库，降低水利工程效益，甚 至导致水旱灾害发生 ，严重影响工农业生产 ；水土流失对山区 农业生产及下游河道带来严 重威胁。 [0003] 水土流失动态监测是水土保持措施工作开展的重要前提，也是对监测区域水土保 持措施验证的重要手段，中国是世界上水土流失最为严重的国家，截止2010年，根据全国第 四次土壤侵蚀普查和水土保持措施等情况普查结果，全国仍有294 .91万km2水土流失面积， 尤其在人口密度较大的水力侵蚀区，水力侵蚀面积达129 .32万km2。 [0004] 对水土流失的动态监测有利于对某一区域进行水土流失评价，对该区域的环境治 理评价有很好的 参考作 用。目前 ，国际 上大多采 用RUSLE来计算年均土壤流失量。其由 六个 因子决定：A＝R×K×LS×C×P，其中，A为年均土壤流失量估算值(tha-1 yr-1)，R为降雨侵 蚀力(MJ mmha-1 h-1 yr-1) ，K为土壤可蚀性因子(tha h ha -1 MJ-1 mm-1) ，LS为坡长与 坡度结合量(无量纲) ，C为植被覆盖-管理因子(无量纲) ，P是水土保持措施因子(无量纲) ， 这种方法对于大面积区域的监测十分麻烦，制作时间长，对于大面积区域的水土流失动态 监测非常不适用，监测成本高。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
Hale Waihona Puke ( 12 )发明专利申请(21)申请号 201910055779 .X
(22)申请日 2019 .01 .17
(71)申请人 合肥工业大学 地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路 193号
(72)发明人 杨学志 王冬 董张玉 方帅 郎文辉
(74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 44245
权利要求书2页 说明书9页 附图3页
CN 109581412 A
CN 109581412 A
权 利 要 求 书
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1 .一种快速进行水土流失动态变化遥感监测的方法，其特征在于，包括： 1)获取待监测区域的数字高程模型，计算得到坡度因子S； 2)获取待监测区域的多个年份的遥感图像； 3)根据2)获取待监测区域的多个年份的遥感图像分别进行土地分类，得到待监测区域 多个年份的土地分类因子L； 同时， 根据2)获取待监测区域的多个年份的遥感图像分别利用归一化植被指数进行反演，得 到待监测区域多个年份的植被覆盖度因子C； 4) 根 据水土流失估算公式 A＝S*L*C计算得到待监 测区 域的 多个年份的 水土流失值A ， 并输出水土流失各等级值； 5)对相邻年份特定的水土流失不同等级值进行转换叠加分析，得到相邻年份的水土流 失动态变化值，进一步得到待监测区域多个年份的水土流失连续变化值。 2 .根据权利要求1所述的一种快速进行水土流失动态变化遥感监测的方法，其特征在 于：所述待监测区域遥感图像采用30米分辨率的TM图像。 3 .根据权利要求1所述的一种快速进行水土流失动态变化遥感监测的方法，其特征在 于：所述数字高程模型(Digital Elevation Model) ，简称DEM采用1∶5万的30m分辨率数字 高程图 ，从数字高程图上截取与待监测区域相同的大小 ，且日期在待监测区域的多个年份 之间，所述坡度S计算公式：
其中 ，S是坡度因子，θ是坡度，根据式(1)并依照《水土保持技术规范》将坡度划分成< 5 °、5 °～8 °、8 °～15 °、15 °～25 °、25 °～35 °、>35 °这6个等级。
4 .根据权利要求1所述的一种快速进行水土流失动态变化遥感监测的方法，其特征在 于 ：所述土地分类因子L的 提取过程采 用人机交互的 方式完成 ，进行多种地类的分类 ，包括 其他农用地、其他土地、建设用地、未利用土地、林地、耕地。
5 .根据权利要求1所述的一种快速进行水土流失动态变化遥感监测的方法，其特征在 于 ：所述植被覆盖度因子C的提取方法为通过(NormalizedDifferential Vegetation Ind ex ，简称NDVI) 归一化植被指数进行反演得到植被覆盖分级 ，计算公式 为C＝ (NIR-R) / (NIR+R) (2)
代理人 尹明明
(51)Int .Cl . G01S 17/89(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109581412 A (43)申请公布日 2019.04.05
( 54 )发明 名称 一种快速进行水土流失动态变化遥感监测
的方法 ( 57 )摘要
本发明公开了一种快速进行水土流失动态 变化遥感监测的方法，包括：1 )获取待监测区域 的坡度因子S；2 )获取待监测区域的多个年份的 遥感图像 ；3 )根据2 )获取待监测区域的多个年份 的遥感图像分别进行土地分类，得到待监测区域 多个年份的土地分类因子L；根据2 )获取待监测 区域的多个年份的遥感图像分别利用归一化植 被指数进行反演，得到待监测区域多个年份的植 被覆盖度因子C ；4 )根据水土流失估算公式A＝S* L*C计算得到待监测区域的多个年份的水土流失 值A；5 )对相邻年份特定的水土流失不同等级值 进行转换叠加分析，得到待监测区域多个年份水 土流失连续变化值。快速进行大面积的区域的水 土流失面积提取 ，监 测成本低 ，对水土流失 动态 监测十分便捷有效。
其中，NIR和R分别为近红外波段(0 .76～0 .96μm)和红波段(0 .62～0 .69μm)。 6 .根据权利要求1-5中任一所述的一种快速进行水土流失动态变化遥感监测的方法， 其特征在于：水土流失值A等级划分为微度、轻度、中度、强烈、极强烈和剧烈6个等级，其中 微度为非水土流失面积。 7 .根据权利要求6所述的一种快速进行水土流失动态变化遥感监测的方法，其特征在 于：相邻年份特定的水土流失不同等级值进行转换叠加分析具体过程为： 上一年的轻度面积相应位置转换为微度面积的值a， 上一年的中度面积相应位置转换为微度面积的值b，
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权 利 要 求 书
上一年的中度面积相应位置转换为强烈面积的值c， 上一年的微度面积相应位置转换为强度面积的值d， 其中，a、b的值表示水土流失程度减轻值，c、d的值表示水土流失程度加重值。
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CN 109581412 A
说 明 书
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一种快速进行水土流失动态变化遥感监测的方法