一种土壤侵蚀地形因子计算方法、系统及存储介质

本发明涉及软件算法模型和土壤侵蚀地形因子计算领域，具体而言，涉及一种土壤侵蚀地形因子计算方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、目前，地形因子具体分为坡长因子和坡度因子，坡长因子是指某一坡面土壤流失量与坡长为22.13m、其它条件一致的坡面产生土壤流失量的比值。坡度因子是指某一坡度土壤流失量与坡度为5.13°，其它条件一致的坡面产生土壤流失量的比值。地形因子计算的基础数据为1:10000电子等高线图。

2、综上所述，存在如下技术问题：

3、如何快速精确的计算出土壤侵蚀地形因子，获得土壤侵蚀地形因子的数据和图像。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种土壤侵蚀地形因子计算方法、系统及存储介质，以解决背景技术中至少一个技术问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种土壤侵蚀地形因子计算方法，包括：

3、数据输入，获取并输入计算土壤侵蚀地形因子所需的数据；

4、数据处理，包括填洼方法设置、算法选择、阈值设置及模型计算，首先选择填洼方法，选择计算土壤侵蚀因子的算法，然后设置算法所需的阈值参数，之后通过土壤侵蚀模型计算；

5、结果输出，输出土壤侵蚀地形因子数据和图像。

6、优选的，所述填洼方法的算法包括mv算法和快速算法:选择mv算法或快速算法，以及设置限制因子，其中mv算法为将洼地底点栅格高程升高至其流向出口的高程值，从而使水流能够顺畅地流向出口的方法；快速算法为利用优先队列快速填洼的方法；限制因子即填洼的高程大小与当前数据中的最高点的乘积。

7、优选的，所述mv算法和快速算法中的设置包括：坡度计算设置、流向设置、流量计算设置、坡向计算设置和坡长因子计算方法设置，其中坡长因子计算方法包括坡长法和汇流面积法，其中坡向计算设置包括简单算法、南北走向算法和东西走向算法，其中流向计算设置包括流向汇集和快速汇集，其中流向设置中包括d6算法和快速算法，所述坡度计算设置中包括三阶差分。

8、优选的，所述阈值设置中设置的参数包括：坡度、坡长、回流量、去短枝、缓坡中断因子和陡坡中断因子。

9、优选的，填洼方法采用扫描窗口法进行，先找到每个平地栅格或是洼地底点栅格，即潜在出流点，然后找到最低的潜在出流点，比较其和洼地栅格的高程，如果出流点高程高于洼地栅格，那么洼地是一个凹地，否则是一个平地。

10、优选的，所述坡度计算和坡向计算采用拟合曲面法对填洼处理后的dem模型进行坡度和坡向计算，拟合曲面采用二次曲面。

11、优选的，采用最大坡降算法计算水流流向，即栅格坡度的最佳代表值是以之为中心3×3窗口内其周围八个方向坡度最大值，水流方向与最大坡降一致，流向模型采用d8流向模型。

12、优选的，使用计算出的每个单元格的流向生成流向网络，流向网络是一种以单元格为节点，以水流方向为边的有向图，每个单元格都可以通过流向网络找到其紧邻的下游单元格，从下游到上游逐一遍历流向网络，累加每个单元格的面积，计算出每个单元格的汇流累积量，汇流累积量表示流向该单元格的所有水流的总和，其中最下游的单元格的汇流累积量为0。

13、根据本发明的另一方面提供了一种土壤侵蚀地形因子计算系统，包括：

14、数据输入模块，用于获取并输入计算土壤侵蚀地形因子所需的数据；

15、数据处理模块，用于设置算法和设置阈值及模型计算，用于选择或自定义计算土壤侵蚀因子的算法，用于设置算法所需的阈值参数，用于土壤侵蚀模型计算；

16、结果输出模块，用于输出土壤侵蚀地形因子数据和图像。

17、根据本发明的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现土壤侵蚀地形因子计算方法的步骤。

18、应用本发明的技术方案，具有如下技术效果：

19、通过获取并输入计算土壤侵蚀地形因子所需的数据；然后数据处理，包括填洼方法设置、算法选择、阈值设置及模型计算，首先选择填洼方法，选择计算土壤侵蚀因子的算法，然后设置算法所需的阈值参数，之后通过土壤侵蚀模型计算；最后结果输出，输出土壤侵蚀地形因子数据和图像。具有精确的计算出土壤侵蚀地形因子，获得土壤侵蚀地形因子的数据和图像的技术效果。

技术特征：

1.一种土壤侵蚀地形因子计算方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的土壤侵蚀地形因子计算方法，其特征在于，所述填洼方法的算法包括mv算法和快速算法:

3.如权利要求2所述的土壤侵蚀地形因子计算方法，其特征在于，所述mv算法和快速算法中的设置包括：坡度计算设置、流向设置、流量计算设置、坡向计算设置和坡长因子计算方法设置，其中坡长因子计算方法包括坡长法和汇流面积法，其中坡向计算设置包括简单算法、南北走向算法和东西走向算法，其中流向计算设置包括流向汇集和快速汇集，其中流向设置中包括d6算法和快速算法，所述坡度计算设置中包括三阶差分。

4.如权利要求1所述的土壤侵蚀地形因子计算方法，其特征在于，所述阈值设置中设置的参数包括：坡度、坡长、回流量、去短枝、缓坡中断因子和陡坡中断因子。

5.如权利要求1所述的土壤侵蚀地形因子计算方法，其特征在于，填洼方法采用扫描窗口法进行，先找到每个平地栅格或是洼地底点栅格，即潜在出流点，然后找到最低的潜在出流点，比较其和洼地栅格的高程，如果出流点高程高于洼地栅格，那么洼地是一个凹地，否则是一个平地。

6.如权利要求1所述的土壤侵蚀地形因子计算方法，其特征在于，所述坡度计算和坡向计算采用拟合曲面法对填洼处理后的dem模型进行坡度和坡向计算，拟合曲面采用二次曲面。

7.如权利要求1所述的土壤侵蚀地形因子计算方法，其特征在于，采用最大坡降算法计算水流流向，即栅格坡度的最佳代表值是以之为中心3×3窗口内其周围八个方向坡度最大值，水流方向与最大坡降一致，流向模型采用d8流向模型。

8.如权利要求7所述的土壤侵蚀地形因子计算方法，其特征在于，使用计算出的每个单元格的流向生成流向网络，流向网络是一种以单元格为节点，以水流方向为边的有向图，每个单元格都可以通过流向网络找到其紧邻的下游单元格，从下游到上游逐一遍历流向网络，累加每个单元格的面积，计算出每个单元格的汇流累积量，汇流累积量表示流向该单元格的所有水流的总和，其中最下游的单元格的汇流累积量为0。

9.一种土壤侵蚀地形因子计算系统，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任意一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种土壤侵蚀地形因子计算方法、系统及存储介质，包括数据输入，获取并输入计算土壤侵蚀地形因子所需的数据；数据处理，包括填洼方法设置、算法选择、阈值设置及模型计算，首先选择填洼方法，选择计算土壤侵蚀因子的算法，然后设置算法所需的阈值参数，之后通过土壤侵蚀模型计算；结果输出，输出土壤侵蚀地形因子数据和图像。具有精确的计算出土壤侵蚀地形因子，获得土壤侵蚀地形因子的数据和图像的技术效果。

技术研发人员：陈志元,陈国坤,黄燕,赵晶晶,胡春田,全诗雨
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16