导　　师： 郑粉莉

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 西北农林科技大学

摘　　要： 运用高新测量技术动态监测沟蚀发育演变过程对于揭示土壤侵蚀过程机理、深化土壤侵蚀规律研究具有重要理论价值。本论文基于坡沟系统概化模型(3mxl3m)和连续进行模拟降雨试验，模拟坡面沟蚀发育过程，利用高精度gps、三维激光扫描仪和测针板三种测量方法动态监测坡面侵蚀形态演变过程，分析三种方法动态监测沟蚀演变过程的可行性；以实测侵蚀泥沙资料为基础，评价三种监测方法估算侵蚀量的精度，探究三种方法的优缺点，以期为土壤侵蚀过程动态监测提供方法与技术。论文取得主要研究结论如下： 1.坡面沟蚀发育过程的模拟。模拟了在无横向犁耕下坡面片蚀一细沟侵蚀一切沟侵蚀演变过程，并对坡面片蚀一细沟侵蚀演变和细沟—切沟侵蚀演变过程进行了详细描述。 2.基于不同测量方法的特点，提出了各测量数据的处理方法。高精度gps利用前期设立4个校正点和后期加边框测量点的方法进行测量数据的矫正和有效测量区域的划分；leica，激光扫描仪运用设立标靶点和在概化模型四周帖高反光材料贴纸的办法进行测量站点(共5站)的数据拼接和有效测量区域的划定；测针板法运用测量点当地坡度和坡长的关系进行测量数据的修订。 3.分析了三种测量方法对坡面侵蚀形态的模拟程度。通过连续模拟降雨试验模拟沟蚀演变和arcgis8.0空间分析功能相结合，分别对高精度gps、leica激光扫描仪和测针板法三种测量方法所得到的测量数据进行插值栅格化处理，模拟沟蚀发育不同阶段的坡面侵蚀形态。leiea激光扫描仪对坡面形态的模拟最好，但对于后期较深的切沟，由于光束受到旁边较高沟壁的遮挡，反而不能很好地进行反映；高精度gps对坡面侵蚀形态的模拟较好，模拟的侵蚀形态与实拍相片一一对应；测针板法对坡面侵蚀形态的模拟程度较差。 4.运用三种测量方法动态监测了坡面沟蚀发育过程。分别针对高精度gps、leiea激光扫描仪和测针板法所生成的坡面侵蚀形态模拟图像进行沟蚀动态发育过程分析。结果表明，激光扫描数据生成的图像可以清晰再现坡面片蚀形成的痕迹和细小的纹沟，能反映片蚀一细沟侵蚀一切沟侵蚀的发育过程。高精度gps测量数据生成的图像可完美反映了坡面侵蚀形态的空间分布和细沟一切沟侵蚀演变过程，能清晰反映坡面细沟的数目及形状，但很难反映片蚀的侵蚀形态。测针板测量数据生成的图像能反映坡面侵蚀程度的空间分布和细沟侵蚀向切沟侵蚀的演变过程，但反映片蚀到细沟侵蚀发育过程较差；同时对细沟宽度大于测针密度的细沟描述较好，反而较差。 5.对比分析了三种测量方法对坡面侵蚀量的估算精度。对三种测量方法采集的点数据经栅格插值处理，运用3d分析功能进行体积量计算，估算侵蚀量，发现leiea激光扫描技术估算侵蚀量的精度最高，其误差仅为4.56％，高精度gps的估算误差为7.38％，而测针板法为．17.19％。 6.使用三种测量数据生成图像之前都要经过降噪和去除误差点的处理，同时针对高精度gps测量时漏测数据校正点的情况，为了使试验数据得到有效的利用，在试验处理过程中使用autocad软件进行协助处理，并对处理方法和步骤进行了详细描述。

关 键 词： 沟蚀发育 土壤侵蚀 动态监测 高精度 三维激光扫描仪 测针板法

分 类 号： [S157.2 S126]

领　　域： [农业科学] [农业科学] [农业科学]