ArcGIS计算土壤侵蚀模数(五)坡长因子L计算

如题所述

深入解析ArcGIS中土壤侵蚀模数计算的坡长因子L:精准与简便之道


在土壤侵蚀模数的计算过程中,坡长因子L扮演着关键角色,其精确度直接影响到模型的准确性。本文将详细介绍如何在ArcGIS中计算坡长因子L,以及几种计算方法的优缺点。


首先,CSLE方程中的坡长因子L,无量纲,其计算公式为:


A = RKLSBET


其中,A代表土壤侵蚀模数,R为降雨侵蚀力,K为土壤可蚀性,S为坡度因子,B和E分别为植被和工程措施因子,T则为耕作措施。在DEM(数字地形模型)提供的基础上,地形因子的计算较为复杂,尤其在处理非均匀坡面时,选择合适的计算方法至关重要。


专家推荐方法:


刘宝元和符素华团队开发的计算工具提供了较为精确的解决方案。他们提出的两种方法,一种是基于分段坡长的公式,另一种考虑了汇流对坡长的影响。此工具虽然精度高,但需要获取注册码。对于具备条件的用户,这是首选的计算途径。


孔亚平的研究提供了另一种表达式,L可以通过流域长度λ和坡长因子指数m计算。λ的计算基于流速和栅格大小,但β值的确定依赖于坡度θ,没有明确的界限。以下是计算步骤:



    加载DEM数据,进行填洼、流向和流量处理,使用Spatial Analyst Tools的水文分析工具。
    计算λ值,接着计算β和m。
    根据θ和m_LBY(刘宝元建议的m值)计算L。

然而,这种方法可能不适用于所有情况,特别是对于非均匀坡面,L3的近似方法可能显得简便,但需要注意其与水流长度工具计算的差异。


简便估算法与注意事项:


在ArcGIS中,我们可以尝试利用水流长度工具的直接结果来估算坡长λ,然后通过公式L=(λ/22.13)m进行计算。这种方法虽然简便,但需谨慎,因为实际的坡长可能受到终点影响,而非起点,因此估算值可能存在偏差。


总结,计算坡长因子L是ArcGIS土壤侵蚀模数计算中的重要环节。选择合适的计算方法,结合专家建议和实际地形特点,可以提高模型的准确性和实用性。但务必记住,每种方法都有其适用范围和局限性,实践中需根据具体情况灵活调整。

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