[发明专利]一种测量土壤入渗湿润锋面及其与地表微地形关系的方法

权利要求书

1.一种测量土壤入渗湿润锋面及其与地表微地形关系的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、土壤剖面制备，将土壤分层填装在土壤槽中，每次填装5cm，并用木板将土壤表面刮平、砸实，达到研究区土壤实际容重；

第二步、初始入渗锋面设置，填装完成后，将土槽置于试验坡度，将靠近有机玻璃一侧土壤表面轮廓线用铅笔绘制在有机玻璃上，作为初始入渗锋面，计为F0；

第三步、人工模拟降雨试验，降雨开始后，每隔一定时间在有机玻璃上标记一次湿润锋面，作为某一时刻入渗的锋面深度，依次计为F1，F2，……，Fn，直到降雨结束；降雨结束后，将入渗锋面F1，F2，……，Fn转绘到硫酸纸，并作记录；

第四步、用矢量扫描仪将硫酸纸上的锋面扫描形成图像文件；

第五步、用ArcGIS软件对步骤中获得图像文件进行空间坐标转换，使其与土槽具有同样的空间坐标，并进行矢量化，即可获得n条曲线，每条曲线代表一个锋面位置，

第六步、对土壤入渗湿润锋面与地表轮廓线的关系分析。

2.根据权利要求1所述的一种测量土壤入渗湿润锋面及其与地表微地形关系的方法，其特征在于：在所述第一步中，在填装过程中为防止各层间形成隔水层，每装完一层都将其表面刮糙后再装下一层。

3.根据权利要求1所述的一种测量土壤入渗湿润锋面及其与地表微地形关系的方法，其特征在于：在所述第四步中，所述图像文件为Tif格式。

4.根据权利要求1所述的一种测量土壤入渗湿润锋面及其与地表微地形关系的方法，其特征在于：在所述第六步中，采用形状匹配法来计算地表微地形与入渗锋面过程之间的关系。

5.根据权利要求4所述的一种测量土壤入渗湿润锋面及其与地表微地形关系的方法，其特征在于：所述形状匹配法来计算地表微地形与入渗锋面过程之间的关系包括以下步骤，

一、假设地表微地形用集合P＝{p₁，p₂，…，p_n}且p_i∈R²来表示，湿润锋面曲线用集合G＝{g₁，g₂，…，g_n}且g_j∈R²来表示，则地表微地形上一点p_i与湿润锋曲线上一点g_j相似性计算公式为：

C(pi,gj)=12Σk=1K[hi(k)-gj(k)]2hi(k)+gj(k)---(1)]]>

式中，C(p_i，d_j)为地表微地形上一点p_i与湿润锋曲线上一点d_j的相似性，C(p_i，g_j)的值在0～1的范围内变化，其值越小，相似度越大；h_i(k)和g_j(k)表示对两条曲线上p_i和d_j进行χ²统计后的直方图；

二、进而计算出两条曲线的相似性指标S_Pg：

SPg=C(P,G)=1nΣp∈Pargming∈GC(p,g)+1nΣg∈Gargminp∈PC(p,g)---(2)]]>

则S_Pg为地表微地形和湿润锋面曲线的相似性度量，该值越小表示两条曲线的相似性越高，反之，则表示越低。