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一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法

阅读：1037发布：2020-06-28

专利汇可以提供一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法，本发明通过遥感和地理信息系统技术获得DEM数据，将所述河网因子和坡度因子采用修正通用土壤流失方程(MUSLE)获取面源污染危险性NPD等级,获取小流域NPD和SED进行等权重组合，建立等间距法权重组合分级标准，提出小流域综合治理理论优先级确定原则，评估得到小流域综合治理优先级。本发明可以宏观上对小流域综合治理潜力进行整体识别，进一步指导小流域的综合治理时序，可以减少实地踏勘的工作量，节约人力、财力、物力。从宏观上对治理时序进行整体识别和排序，也有利于促进小流域治理优先分级结果更加符合区域国土空间规划与流域综合治理的现实需求。，下面是一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法，其特征在于：
包括如下步骤：
S1.利用数字高程模型收集小流域的区地理空间的数据集；
S2.通过遥感和地理信息系统技术获得DEM数据，通过计算得到所述区地理空间的数据集的土地利用类型因子、河网因子和坡度因子。
S3.将所述河网因子和坡度因子采用修正通用土壤流失方程(MUSLE)获取面源污染危险性NPD等级。
S4.将获取小流域NPD和SED进行等权重组合，建立等间距法权重组合分级标准，提出小流域综合治理理论优先级确定原则，评估得到小流域综合治理优先级。
2.根据权利要求1所述的宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法，其特征在于：所述DEM数据的计算方法包括通过所述区地理空间的数据集得到坡度图,所述坡度图确定坡面的起始点和终止点,,利用式(1)提取坡度因子。
S为坡度因子；θ为由DEM提取的坡度值,
W＝∑Ai/S。 (1)
式中,W为河网因子；∑Ai表示两条河网叠加产生的细碎多边形的面积；S为流域总面积。
3.根据权利要求1所述的宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法，其特征在于：修正通用土壤流失方程(MUSLE)获取面源污染危险性NPD，公式如下：
NPD＝S*W*U
NPD：小流域面源污染危险性；S：地形因子；W:河网分布因子U：植被覆盖与作物管理因子。
4.根据权利要求1所述的宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法，其特征在于：所述子小流域优先级确定原则包括
优先级1：I高》20％
优先级2：20％>I高≥0 U I中≥30％
优先级3：20％>I高≥0 U 30％>I高>10
优先级4：I低以及其他。
5.根据权利要求1所述的宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法，其特征在于：所述遥感数据包括遥感应用元数据、地理信息元数据、影像与格网数据扩展、遥感卫星数据、地理信息以及全球定位用图像传感器模型中的合成孔径雷达、干涉合成孔径雷达、激光雷达和声呐一种或多种。
6.根据权利要求1所述的宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法，其特征在于：采用等权重组合的方法计算出小流域综合治理指数I,公式如下：
I＝0.5*NPD+0.5*SED
式中，I为小流域综合治理指数；NPD为小流域面源污染危险性；SED为土壤侵蚀度。
7.根据权利要求6所述的宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法，其特征在于：对小流域综合治理的基础数据构建包括NPD和SED组合的治理优先级表征体系，所述NPD分级和SED分级均采用等间距分级法，以待分类数据的数值范围基础，将数据划分为大小间隔相等若干组数据。即以NPD的最大值和最小值为端点，将NPD数值区间平均分成数个子区间。

说明书全文

一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种评估方法，尤其涉及一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法。

背景技术

[0002] 流域综合治理是区域自然和社会经济状况及国民经济发展的要求为根本，水土流失治理为中心，提高生态经济效益和社会经济持续发展为目标，优化农田结构和植被建设为重点，全面规划，合理安排农、林、牧等各类产业用地，因地制宜的布设多项治理措施，对流域自然资源进行保护、改良和合理利用，建立兼顾水土保持与高效生态经济功能的小流域综合治理模式。它是实现水土保持与发展流域经济的一项系统工程，是实现水保产业化的基础，更是发展水土流失地区农村经济的一条捷径。

[0003] 其中，前期的小流域综合治理的潜力区识别，是开展综合治理的重要前提。通过综合治理潜力区识别，可明确出小流域中需要整治的区域，随后根据小流域综合治理潜力大小对待整治的小流域的优先性进行排序。科学合理进行综合治理优先级评价与分区有利于统筹生态及社会发展等多方面因素，精准识别小流域治理的合理时序与布局，对于小流域的综合治理工作的开展具有重大的指导意义。同时也有利于政府从宏观上统筹布局小流域综合治理时序，整体把控小流域治理的资金分配，有利于将有限的资金应用于最迫切需要治理的小流域之中。然而遗憾的是，目前国内外关于小流域综合治理的研究缺乏治理优先级的探讨，特别是在宏观尺度上的小流域综合治理优先级评估分区研究存在空白，缺乏相关的技术支撑。本研究基于此，提出了一种从宏观尺度上划定小流域综合治理的优先级的评估方法。

[0004]

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法。

[0006] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

[0007] 本发明包括如下步骤：

[0008] S1.利用数字高程模型收集小流域的区地理空间的数据集；

[0009] S2.通过遥感和地理信息系统技术获得DEM数据，通过计算得到所述区地理空间的数据集的土地利用类型因子、河网因子和坡度因子。

[0010] S3.将所述河网因子和坡度因子采用修正通用土壤流失方程(MUSLE)获取面源污染危险性NPD等级。

[0011] S4.将获取小流域NPD和SED进行等权重组合，建立等间距法权重组合分级标准，提出小流域综合治理理论优先级确定原则，评估得到小流域综合治理优先级。

[0012] 具体地，所述DEM数据的计算方法包括通过所述区地理空间的数据集得到坡度图,所述坡度图确定坡面的起始点和终止点,,利用式(1)提取坡度因子。

[0013]

[0014] S为坡度因子；θ为由DEM提取的坡度值,

[0015] W＝∑Ai/S。 (1)

[0016] 式中,W为河网因子；∑Ai表示两条河网叠加产生的细碎多边形的面积；S 为流域总面积。

[0017] 具体地，修正通用土壤流失方程(MUSLE)获取面源污染危险性NPD，公式如下：

[0018] NPD＝S*W*U

[0019] NPD：小流域面源污染危险性；S：地形因子；W:河网分布因子U：植被覆盖与作物管理因子

[0020] 具体地，所述子小流域优先级确定原则包括

[0021] 优先级1：I高》20％

[0022] 优先级2：20％>I高≥0 U I中≥30％

[0023] 优先级3：20％>I高≥0 U 30％>I高>10

[0024] 优先级4：I低以及其他。

[0025] 具体地，所述遥感数据包括遥感应用元数据、地理信息元数据、影像与格网数据扩展、遥感卫星数据、地理信息以及全球定位用图像传感器模型中的合成孔径雷达、干涉合成孔径雷达、激光雷达和声呐一种或多种。

[0026] 具体地，采用等权重组合的方法计算出小流域综合治理指数I,公式如下：

[0027] I＝0.5*NPD+0.5*SED

[0028] 式中，I为小流域综合治理指数；NPD为小流域面源污染危险性；SED为土壤侵蚀度。

[0029] 进一步地，对小流域综合治理的基础数据构建包括NPD和SED组合的治理优先级表征体系，所述NPD分级和SED分级均采用等间距分级法，以待分类数据的数值范围基础，将数据划分为大小间隔相等若干组数据。即以NPD的最大值和最小值为端点，将NPD数值区间平均分成数个子区间。

[0030] 本发明的有益效果在于：

[0031] 本发明可以宏观上对小流域综合治理潜力进行整体识别，进一步指导小流域的综合治理时序，可以减少实地踏勘的工作量，节约人力、财力、物力。从宏观上对治理时序进行整体识别和排序，也有利于促进小流域治理优先分级结果更加符合区域国土空间规划与流域综合治理的现实需求。附图说明

[0032] 图1为本发明的流程图；

[0033] 图2为本发明的DEM数据坡度因子计算流程图；

[0034] 图3为本发明的DEM数据河网因子计算流程图；

[0035] 图4为本发明的流程图；

[0036] 图5三峡库区小流域提取结果；

[0037] 图6 NPD因子图；

[0038] 图7面源污染危险性分级；

[0039] 图8三峡库区小流域综合治理优先级评价结果分区；

具体实施方式

[0040] 为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

[0041] 如图1和2所示，本发明包括如下步骤：

[0042] S1.利用数字高程模型收集小流域的区地理空间的数据集；

[0043] S2.通过遥感和地理信息系统技术获得DEM数据，通过计算得到所述区地理空间的数据集的土地利用类型因子、河网因子和坡度因子。

[0044] S3.将所述河网因子和坡度因子采用修正通用土壤流失方程(MUSLE)获取面源污染危险性NPD等级。

[0045] S4.将获取小流域NPD和SED进行等权重组合，建立等间距法权重组合分级标准，提出小流域综合治理理论优先级确定原则，评估得到小流域综合治理优先级。

[0046] 所述DEM数据的计算方法包括通过所述区地理空间的数据集得到坡度图, 所述坡度图确定坡面的起始点和终止点,利用式(1)提取坡度因子。

[0047]

[0048] S为坡度因子；θ为由DEM提取的坡度值,

[0049] W＝∑Ai/S。 (1)

[0050] 式中,W为河网因子；∑Ai表示两条河网叠加产生的细碎多边形的面积；S 为流域总面积。

[0051] 修正通用土壤流失方程(MUSLE)获取面源污染危险性NPD，公式如下：

[0052] NPD＝S*W*U

[0053] NPD：小流域面源污染危险性；S：地形因子；W:河网分布因子U：植被覆盖与作物管理因子

[0054] 所述子小流域优先级确定原则包括

[0055] 优先级1：I高》20％

[0056] 优先级2：20％>I高≥0 U I中≥30％

[0057] 优先级3：20％>I高≥0 U 30％>I高>10

[0058] 优先级4：I低以及其他。

[0059] 所述遥感数据，包括遥感应用元数据、地理信息元数据、影像与格网数据扩展、遥感卫星数据、地理信息以及全球定位用图像传感器模型中的合成孔径雷达、干涉合成孔径雷达、激光雷达和声呐一种或多种。

[0060] 采用等权重组合的方法计算出小流域综合治理指数I,公式如下：

[0061] I＝0.5*NPD+0.5*SED

[0062] 式中，I为小流域综合治理指数；NPD为小流域面源污染危险性；SED为土壤侵蚀度。

[0063] 进一步地，对小流域综合治理的基础数据构建包括NPD和SED组合的治理优先级表征体系，所述NPD分级和SED分级均采用等间距分级法，以待分类数据的数值范围基础，将数据划分为大小间隔相等若干组数据。即以NPD的最大值和最小值为端点，将NPD数值区间平均分成数个子区间。

[0064] 在本实施例中，依据研究区的DEM数据，运用水文分析原理，经过填洼、计算河流流向、计算汇流累积量、河流分级等数据处理，提取各级流域。如选择第8级小流域作为评价的空间基本单元，这里N＝8,共计提取6467个小流域。

[0065] 如图3所示，三峡库区小流域提取结果基于“环境污染”和“生态脆弱”视角，借助遥感和信息系统技术，运用等间距法权重组合分级法，进行小流域中和治理理论优先级评估。

[0066] 首先，采用修正通用土壤流失方程(MUSLE)获取面源污染危险性NPD，公式如下：

[0067] NPD＝S*W*UNPD：小流域面源污染危险性；S：地形因子；

[0068] W:河网分布因子U：植被覆盖与作物管理因子

[0069] 如图6所示为，面源污染危险性分级如图7所示为，小流域土壤流失程度，由于土壤可蚀性因子存在一定的难获取性，将土壤流失程度SED纳入评估体系之中，以SED表征小流域生态脆弱性。

[0070] 本研究借鉴中国水土流失强度分级标准对研究区的水土流失程度进行分级，将原标准微度侵蚀与轻度侵蚀划定为微度侵蚀等级，中度侵蚀划入中度侵蚀，强度、极强度、剧烈侵蚀划定为重度侵蚀。划定结果由图5所示。

[0071] 表1中国水土流失强度分级标准

[0072]

[0073]

[0074] 根据小流域NPD和SED的等权重组合结果，提取各小流域的平均值I，利用自然断点法得到I的高、中、低3类数值区间，分别以I高、I中、I低表示。小流域优先级确定原则如图7所示，划定结果如图8所示。

[0075] 表2三峡库区小流域综合治理实际优先级评价结果

[0076]

[0077] 理论上看三峡库区,小流域整治潜力巨大，必要性较强(优先级1和2的占三峡库区小流域总数的48.17％，占总面积的48.80％)。从空间分布上看，碳酸盐岩类分布区是未来三峡库区整治的优先区域，这既符合自然生态的背景，同时也和国家主体功能区的功能定位相一致。

[0078] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

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