[发明专利]基于高分辨率立体像对影像的土壤侵蚀定量估算方法

权利要求书

1.一种基于高分辨率立体像对影像的土壤侵蚀定量估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:获取待测区域的参考DEM数据及高分辨率立体像对卫星影像，并进行高分辨率DEM构建，得到高分辨率DEM数据；

步骤S2：根据高分辨率立体像对卫星影像获得的高分辨率DEM数据，计算坡长因子L_y、坡度因子S_y；

步骤S3:对高分辨率DEM数据中的正视全色和多光谱影像进行融合处理，进行土地利用分类，计算植被覆盖度FVC与植被覆盖因子B；

步骤S4:计算每月的降雨侵蚀力因子R_m，m＝1,2……12和全年降雨侵蚀力因子R；

步骤S5:计算土壤可蚀性因子K、计算工程因子E和耕作因子T；

步骤S6:根据步骤S2-S5计算得到的数据，进一步获取单元土壤流失量；

所述步骤S2具体为：

根据立体像对生成的高分辨率DEM数据，计算生产建设项目的坡长因子L_y；

λ＝λ_xcosθ

式中，λ_x为计算单元坡长，λ为计算单元水平投影坡长；θ为计算单元坡度；m为坡长指数；L_y计算单元斜坡长；

计算坡度因子S_y:

式中，e为自然对数底；

所述步骤S3具体为：

步骤S31：对正视全色和多光谱影像融合处理，进行土地利用分类，并计算NDMVI指数；

步骤S32：采用像元二分模型，利用NMDVI计算植被覆盖度FVC；

步骤S33：根据土地利用分类结果和植被覆盖度FVC，不同植被覆盖度节点下B因子参考值，以给定的步长，基于前后节点的B因子，构建区间的线性变化函数，根据标准要求通过线性插值获取乔木林地的B因子，结合分类结果，耕地取1，水体和不透水面均为0，得到植被覆盖因子B；

线性变化函数：

式中，第i区间B因子线性变化值；a_i第i区间B因子线性变化系数；B_i第i区间B因子参考值；

所述每月降雨侵蚀力因子R_m和全年降雨侵蚀力因子R的计算方法如下：

R_m＝0.183*P_m^1.995

式中，R_m为第m月的降雨侵蚀力因子；P_m为第m月的降雨量；

所述计算工程措施因子E、土壤可蚀性因子K和耕作因子T的具体步骤如下：

步骤S51：获取研究区域内地表生产建设项目扰动前有无采取水土保持措施的数据；

步骤S52：根据不同水保措施下的E因子赋值表进行赋值，如果地表没有采取水土保持措施，工程措施因子均赋值为1；

利用土壤属性数据，基于侵蚀—生产力影响计算模型EPIC进行土壤可蚀性因子K的计算：

式中：SAN为砂粒含量，SIL为粉砂含量，CLA为粘粒含量，c为有机碳含量；SN₁＝1-SAN/100；

根据耕作措施和不同区域的轮作制度提供了T因子计算方法，同时规定当计算单元非耕地时，T子赋值为1；

T＝T₁T₂

式中：T₁为整地及种植方式因子；T₂为轮作制度因子；

所述单元土壤流失量计算公式：

M_yz＝RKL_yS_yBETA

式中，M_yz为植被破坏型一般扰动地表计算单元土壤流失量；R为降雨侵蚀力因子；K为土壤可蚀性因子；L_y为坡长因子；S_y为坡度因子；B为植被覆盖因子；E为工程措施因子；T为耕作措施因子；A为计算单元的水平面投影面积。

2.根据权利要求1所述的基于高分辨率立体像对影像的土壤侵蚀定量估算方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

步骤S11：获取待测区域的参考DEM数据及建设期间的高分辨率立体像对卫星影像，包括正视全色影像、前视和后视全色影像、正视多光谱影像数据；

步骤S12：利用ENVI软件中的DEM Extraction模块，左影像加载正视全色影像；右影像加载后视全色影像或者前视全色影像；

步骤S13：提取影像对高程，并且选择自动寻找连接点，设置相关参数，根据结果误差由大到小排序对连接点进行逐个检查和调整，控制误差在预设范围内；

步骤S14：设定DEM提取参数，包括输出投影参数、背景值，地形精细程度、输出像元大小，生成高分辨率DEM数据；

步骤S15：使用参考DEM数据为高程控制检验依据，对生成的现势性较强的高分辨率DEM数据进行异常值、道路、云区、水体部分的检查，并且辅以人机交互编辑生成最终的高分辨率DEM数据。