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基于DEM的黄土梁峁区沟头提取与分析

基于DEM的黄土梁峁区沟头提取与分析

作者：刘晋红西华师范大学

学位级别：硕士

黄土高原是世界上土壤侵蚀最为严重的地区之一,土壤侵蚀严重制约着当地社会经济与生态环境的可持续发展。沟道侵蚀是土壤侵蚀领域面临的重要难题之一,受到世界各国的广泛关注。沟谷侵蚀是地貌侵蚀的基本形式,沟头是沟道侵蚀发展最剧烈... 详细信息

黄土高原是世界上土壤侵蚀最为严重的地区之一,土壤侵蚀严重制约着当地社会经济与生态环境的可持续发展。沟道侵蚀是土壤侵蚀领域面临的重要难题之一,受到世界各国的广泛关注。沟谷侵蚀是地貌侵蚀的基本形式,沟头是沟道侵蚀发展最剧烈的区域,研究沟头及其空间分布特征是了解地貌发展演变的重要窗口。本文以高分辨率DEM数据为数据源,选取陕西省绥德县典型黄土梁和黄土峁作为研究区,目视解译沟头分布,构建坡度-汇水面积模型(S-A模型)和复合地形指数模型(CTI模型),并对模型精度进行评价;同时基于沟头地形因子,运用随机森林方法预测沟头是否存在,回归得出沟头区不同地形因子对沟头发育影响的重要性。论文的主要研究结论如下:1、建立梁峁区沟头模型。通过目视解译得到研究区内的梁峁区沟头;分别提取坡度、汇水面积、平面曲率等建立适用于沟头区分析的S-A模型,和适用于沟道起始位置判断的CTI模型。S-A模型在黄土梁和黄土峁地区的临界公式分别为:S=1.9392A和S=2.1192A。对比发现,黄土峁地区的a值和b值都大于黄土梁地区的。在黄土梁沟头地区和黄土峁地区的CTIa阈值分别为11.4058～14.1299和11.6562～16.2426,CTI模型是基于研究对象自身的坡度等信息进行拟合,由于在黄土梁地区产生沟头的坡度范围较广,因此CTIa阈值也大于黄土峁地区。2、S-A和CTI模型的精度对比及其适用性。S-A模型在黄土峁地区和黄土梁地区的沟头的识别率分别为71.30%和65.65%;在黄土梁地区和黄土峁地区,CTI模型无偏差准确识别出的沟道起始位置的精度分别为27.69%和30.77%;黄土梁地区和黄土峁地区沟道起始位置偏差在3m以内的分别占76.92%和44.23%。随着阈值不断地增大,两种类型对于沟头位置的识别精度都有所提高,但是基于CTI无误差地确定沟头位置的总体精度还是不理想,这主要与黄土高原本身的地貌特征、气候类型、植被覆盖等有很大的关系,同时还受到该地区退耕还林还草、修筑梯田等水土保持措施的影响。就两种模型而言,S-A模型在地形起伏度大的地区对于沟头的识别效果较好,而CTI模型对规模较小的沟头起始位置指示性强。3、前述研究表明,S-A模型和CTI模型在黄土梁峁区的适应性存在差异,有必要探索新的沟头识别方法和手段。对目视解译得到的黄土梁、黄土峁区域沟头以及非沟头地区的各地形因子和沟头类别运用随机森林进行预测,得出各样区的分类精度以及对沟头产生影响的各地形因子的重要性。结果表明,选择最佳的随机森林参数,得出黄土梁地区袋外误差为1.59%,黄土峁地区袋外误差为8%,对训练集和预测集进行随机森林分类,发现基于现有的研究数据分类没有误差出现,精度均为100%。针对影响沟头发育的各因子的重要性分析,选用均方根误差MSE最小的决策树数量参与随机森林回归分析,研究表明在黄土梁地区,基于现有数据研究运用随机森林回归解释的地形因子对沟头发育的影响较低;在黄土峁地区地形因子对沟头发育影响程度较大,真实值和预测值之间的拟合R为0.96,其中,高程变异系数、地形起伏度、地表切割深度、坡度、粗糙度对其影响较大。

关键词：沟头黄土梁黄土峁 S-A模型 CTI模型随机森林

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长在黄土地上的草与炊烟(组诗)

民族文学 2010年第11期 91-93页

作者：高若虹中国作家协会

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雨中的土(外二首)

民族文学 2009年第9期 88-89页

作者：高若虹

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西北有人(组诗)

民族文学 2010年第1期 76-77页

作者：泾河

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北方的庄稼汉

高中生之友 2020年第4期 20-21页

作者：张行健不详

早春的一场大风从黄土峁铺天盖地刮来,刮黄了北方的天,刮黄了北方的地,也给庄稼汉们一张张泛黄的脸子涂抹了一层粗粝的黄尘,一双沾满了泥土的大脚板子,结结实实地走进了这面亘古未变的老塬,走在这条祖辈踩踏过几千年的黄土路上。大片的... 详细信息

早春的一场大风从黄土峁铺天盖地刮来,刮黄了北方的天,刮黄了北方的地,也给庄稼汉们一张张泛黄的脸子涂抹了一层粗粝的黄尘,一双沾满了泥土的大脚板子,结结实实地走进了这面亘古未变的老塬,走在这条祖辈踩踏过几千年的黄土路上。大片的土地横陈在庄稼汉子的眼前,没有犹豫,没有矜持,他们沉静地甩脱了布鞋,麻利地套好了耕牛,一个响鞭炸过,当不曾发锈的犁铧锐利地切入土地.

关键词：黄土峁犹豫沉静土地

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国画小品(二首)

朔方 1994年第2期 54-55页

作者：高若虹

家乡小调小调戴着草帽小调长着犄角小调盘腿坐在黄土峁上小调在旱烟锅上绕

关键词：家乡烟锅小调黄土峁国画小品草帽黄河窑洞犄角

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西北有人(组诗)

朔方 2009年第4期 203-204页

作者：泾河

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风机基础设计在冲沟发育地区的应用

建材与装饰 2020年第16期 100-100页

作者：王学亮湛江南海西部石油勘察设计有限公司

随着我国新能源发电的蓬勃发展,可供风电、太阳能发电厂选择的厂址越来越少。特别是风电场的合适厂址越来越少,部分厂址只能选择冲沟发育或陡峭的山坡等相对比较差的地段建设。这些不利地段给风电厂设计带来很大的技术难度和挑战。

关键词：风机基础冲沟黄土峁黄土梁排水

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忘掉了丝绸的古路

回族文学 2016年第6期 92-94页

作者：张承志

若不是偶尔想起《西行漫记》,想起斯诺对它的描写,我是决不会对预旺感兴趣的。预旺只是一个村子,充其量是个凋敝的镇子,哪怕它曾是边区一县,我是不会专程看它去的。——上述念头并没有形状,甚至它从来没有出现在我的脑际。但正因此它是... 详细信息

若不是偶尔想起《西行漫记》,想起斯诺对它的描写,我是决不会对预旺感兴趣的。预旺只是一个村子,充其量是个凋敝的镇子,哪怕它曾是边区一县,我是不会专程看它去的。——上述念头并没有形状,甚至它从来没有出现在我的脑际。但正因此它是"下意识",我的兴奋在南方,在西海固那匪性十足又朴实拙笨的大山之中。交通线于我早已蜕化成抵达前的折磨;我匆匆奔去,默念着些无名的地名;完全不顾侧后的预旺,不顾预旺一线坐落的古镇韦州,不顾那条被废弃

关键词：黄土峁烽火台下马关贺兰山西海固阿拉善