CN110796340A - 一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法 - Google Patents

一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110796340A
CN110796340A CN201910932920.XA CN201910932920A CN110796340A CN 110796340 A CN110796340 A CN 110796340A CN 201910932920 A CN201910932920 A CN 201910932920A CN 110796340 A CN110796340 A CN 110796340A
Authority
CN
China
Prior art keywords
small watershed
comprehensive treatment
priority
npd
factor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910932920.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110796340B (zh
Inventor
彭立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Mountain Hazards and Environment IMHE of CAS
Original Assignee
Institute of Mountain Hazards and Environment IMHE of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Mountain Hazards and Environment IMHE of CAS filed Critical Institute of Mountain Hazards and Environment IMHE of CAS
Priority to CN201910932920.XA priority Critical patent/CN110796340B/zh
Publication of CN110796340A publication Critical patent/CN110796340A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110796340B publication Critical patent/CN110796340B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05—Geographic models

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

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。

Description

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
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
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。
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。
发明内容
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。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明包括如下步骤：
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。
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。
Figure BDA0002220814690000031
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。
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：
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
具体地，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。
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。
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：
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。
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。
本发明的有益效果在于：
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
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的DEM数据坡度因子计算流程图；
图3为本发明的DEM数据河网因子计算流程图；
图4为本发明的流程图；
图5三峡库区小流域提取结果；
图6 NPD因子图；
图7面源污染危险性分级；
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
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。
如图1和2所示，本发明包括如下步骤：
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。
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。
Figure BDA0002220814690000061
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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：
NPD＝S*W*UNPD：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
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。
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。
表1中国水土流失强度分级标准
Figure BDA0002220814690000081
Figure BDA0002220814690000091
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。
表2三峡库区小流域综合治理实际优先级评价结果
Figure BDA0002220814690000092
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。
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。

Claims (7)

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。
Figure FDA0002220814680000011
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。
CN201910932920.XA 2019-09-29 2019-09-29 一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法 Active CN110796340B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910932920.XA CN110796340B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910932920.XA CN110796340B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110796340A true CN110796340A (zh) 2020-02-14
CN110796340B CN110796340B (zh) 2023-04-28

Family

ID=69438657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910932920.XA Active CN110796340B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110796340B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111460688A (zh) * 2020-04-24 2020-07-28 中国水利水电科学研究院 基于控制单元面向全过程的流域综合治理技术优选方法
CN116579659A (zh) * 2023-06-06 2023-08-11 中国标准化研究院 一种基于元数据实体信息集的生态修复监测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101216481A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 广东省生态环境与土壤研究所 一种反映区域土壤自然侵蚀程度的方法
JP2018105046A (ja) * 2016-12-27 2018-07-05 富士通株式会社 土壌侵食地域推定方法および土壌侵食地域推定装置
CN110210781A (zh) * 2019-06-12 2019-09-06 中国水利水电科学研究院 基于链式反应的湖泊型流域非点源污染多级靶向治理目标确定方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101216481A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 广东省生态环境与土壤研究所 一种反映区域土壤自然侵蚀程度的方法
JP2018105046A (ja) * 2016-12-27 2018-07-05 富士通株式会社 土壌侵食地域推定方法および土壌侵食地域推定装置
CN110210781A (zh) * 2019-06-12 2019-09-06 中国水利水电科学研究院 基于链式反应的湖泊型流域非点源污染多级靶向治理目标确定方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁恩俊等: ""基于MUSLE 模型的三峡库区 重庆段农业非点源污染危险性评价"" *
吕明权等: ""基于ＳＣＳ－ＣＮ与ＭＵＳＬＥ模型的 三峡库区小流域侵蚀产沙模拟"" *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111460688A (zh) * 2020-04-24 2020-07-28 中国水利水电科学研究院 基于控制单元面向全过程的流域综合治理技术优选方法
CN116579659A (zh) * 2023-06-06 2023-08-11 中国标准化研究院 一种基于元数据实体信息集的生态修复监测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110796340B (zh) 2023-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gong et al. Land suitability evaluation for development using a matter-element model: a case study in Zengcheng, Guangzhou, China
Tang et al. Tempo-spatial changes of ecological vulnerability in resource-based urban based on genetic projection pursuit model
Farooq et al. Dynamics and forecasting of population growth and urban expansion in Srinagar city–a geospatial approach
Tong et al. Using ecosystem service supply and ecosystem sensitivity to identify landscape ecology security patterns in the Lanzhou-Xining urban agglomeration, China
Wang et al. Built-up land expansion and its impacts on optimizing green infrastructure networks in a resource-dependent city
Liu et al. Combining CLUE-S and SWAT models to forecast land use change and non-point source pollution impact at a watershed scale in Liaoning Province, China
Bhowmik et al. An automated, objective and open source tool for stream threshold selection and upstream riparian corridor delineation
CN110796340A (zh) 一种宏观尺度的小流域综合治理优先级评估方法
CN115062916A (zh) 基于gis的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法
Haag et al. Development of a data model to facilitate rapid watershed delineation
Odeh et al. GIS-based analytical modeling on evaluating impacts of urbanization in Amman water resources, Jordan
AC-Chukwuocha Analysis of structural changes in land use and land cover of Otamiri watershed in Owerri, south east Nigeria
Liu et al. A hybrid vector-raster approach to drainage network construction in agricultural watersheds with rice terraces and ponds
VUJAČIĆ et al. Initial results of comparative assessment of soil erosion intensity using the wintero model: A case study of polimlje and shirindareh drainage basins
Hidayat et al. Development land erosion model using model builder GIS (case study: citepus watershed)
Tang et al. Review of digital elevation model (DEM) based research on China Loess Plateau
CN104281912A (zh) 土地利用山地地形变更方法
Hagos Estimating landscape vulnerability to soil erosion by RUSLE model using GIS and remote sensing: a case of Zariema watershed, Northern Ethiopia
Pandian et al. Developing a geospatial based approach to locate wind farms in Pollachi Taluk, Tamil Nadu, India
Ding et al. Ecosystem health assessment in inner Mongolia region based on remote sensing and GIS
Wedajo et al. Assessment of spatial soil erosion using RUSLE model integration with GIS and RS tools: the case of Gilgel Gibe-I catchment, South West Ethiopia
Bian et al. Identification of ecological restoration areas based on the ecological safety security assessment of wetland-hydrological ecological corridors: A case study of the Han River Basin in China
CN104134158A (zh) 一种核电厂景观干扰分析方法
Madasamy et al. Estimation of soil loss by an integrated approach of USLE and geospatial techniques—a case study of Kumulur watershed
Zhang et al. Spatial patterns and controlling factors of the evolution process of karst depressions in Guizhou province, China

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant