基于三维激光扫描的坡沟系统侵蚀产沙过程研究OA

为了探究野外自然坡沟系统土壤侵蚀过程,研究于黄土丘陵沟壑区典型流域辛店沟内自然坡面开展5场放水冲刷试验,利用地面三维激光扫描技术(Terrestrial laser scanning,TLS)获取高精度地形信息,并采用DEM of differ-ence(DoD)地形变化监测方法计算产沙量,利用实测产沙量评估TLS的监测精度,并探讨了坡沟系统侵蚀/沉积的变化特征.结果表明:(1)累积场次中,DoD不确定性(即level of detection,LoD)平均值(范围)为16.5 mm(16.2～16.8 mm).单场次中,LoD值平均值为16.4 mm(16.2～16.6 mm);(2)累积场次中,梁峁坡、沟谷坡、坡沟系统TLS扫描所得产沙量相对误差的平均值(范围)为52.63％(26.06％～106.98％),56.68％(30.26％～75.49％)和56.28％(33.37％～73.28％),与实测数据显著相关(R2>0.9,p<0.05).单场次TLS扫描相对误差波动范围更大且平均值高于累积场次,其值分别为83.70％(4.08％～190.40％),91.41％(0.95％～225.09％)和87.58％(4.09％～215.55％),与实测值非显著相关(R2<0.57,p>0.05),表明TLS更适合于坡沟系统累积场次侵蚀产沙监测,而单场次监测精度较差;(3)随冲刷次数的增加,梁峁坡、沟谷坡和坡沟系统侵蚀产沙均呈增长趋势,但沟谷坡和坡沟系统沉积量快速增长后趋于平稳.(4)梁峁坡侵蚀区域主要位于梁峁坡上中部,沉积主要分布于梁峁坡中下方,沟谷坡大部分区域侵蚀剧烈,沉积主要分布于沟底,梁峁坡和沟谷坡侵蚀区占地形变化区域的比例均高于79％.结果可为黄土高原土壤侵蚀监测与机理研究提供参考.