陈松梅1 顾广贺2 张然3
1.沈阳木本实业有限公司，辽宁 沈阳 110000；
2.辽宁盛源水利水电工程规划设计有限公司，辽宁 沈阳 110000；
3.通化洪铭测绘有限公司 吉林 通化134000
摘要：鄂温克族自治旗位于内蒙古西北部，属于国家级水土流失重点预防区，本文以鄂温克族自治旗为研究区域，基于GIS技术计算项目区土地利用、植被盖度及土壤侵蚀量，项目区土地利用以草地为主，占项目区总面积50.96%。林地、耕地面积分别为总面积的34.16%、7.79%，其余地类占比均小于5%；项目区植被盖度以高度盖、中高覆盖为主，二者面积和为林草总面积的84.8%，其余植被盖度占比均小于7%；项目区土壤侵蚀强度以轻度、中度侵蚀为主，二者面积之和为项目区总面积的75.64%。
关键字：土壤侵蚀；定量分析；鄂温克族自治旗；辽宁省
1 前言
随着社会经济快速发展，生态环境建设与经济社会发展的矛盾越发突出。土壤侵蚀导致土地退化，破坏土地资源，是导致生态环境恶化最严重的问题。水土流失是世界性的环境问题之一，对人类社会可持续发展构成威胁，控制水土流失成为迫切需要。水土流失定量分析对于明晰水土流失规律，制定水土流失治理方案具有重要意义。
近年来，GIS技术广泛应用于水土保持领域研究，对于大空间尺度土壤侵蚀研究提供重要技术手段。鄂温克族自治旗位于内蒙古西北部，属于国家级水土流失重点预防区，本文以鄂温克族自治旗为研究区域，基于GIS技术计算项目区土壤侵蚀量，明确项目区土壤侵蚀强度，为土壤侵蚀强度划分，水土流失治理提供一定依据。
2项目区概况
鄂温克族自治旗属于国家级水土流失重点预防区，位于内蒙古西北部，隶属于呼伦贝尔市。地处大兴安岭山地西北坡，处于大兴安岭山地向呼伦贝尔高平原过渡地段，属高原型地貌区。境内中山、低山、丘陵、高平原地貌自然融为一体，地势由东南向西北逐渐倾斜。鄂温克族自治旗地处中高纬度，属于中温带半干旱大陆性气候。冬季漫长寒冷，干燥多风，季平均气温-20℃。鄂温克族自治旗土壤主要以棕壤、暗棕壤为主。
3技术路线
3.1土地利用解译
采用空间分辨率为2.1m的资源三号卫星遥感影像解译土地利用信息，利用ERDAS等软件对遥感影像进行波段组合，生成不同假彩色融合图像，对生成结果图进行效果对比，选用最有利于目标解译的合成图。通过野外调查、建立土地利用解译标志，在GIS软件的支持下，采取人机交互方式解译，按土地利用分类和土地利用类型解译标志获取项目区土地利用信息。
土地利用遥感解译精度在1：10000以上，投影坐标系统与原始数据一致，矢量图内弧段保持封闭，图形建立拓扑关系，土地利用边界勾绘偏差不超过2个象元或2个栅格，在GIS空间数据库中对土地利用图斑建立属性。
3.2 植被盖度计算
采用遥感方法进行植被覆盖度估算，采用基于NDVI像元二分模型的方法。计算流程为计算地物反射率，计算归一化植被指数NDVI，利用像元二分模型反演植被盖度，图像的裁剪拼接与分级显示。
由于覆盖同项目区不同图幅影像存在时相差异，影像拼接存在色差，需消除不同时相影像色差。选择较好反应植被覆盖实际情况的影像为基准，将其它时相的影像与其进行直方图匹配。在两幅影像的重叠处随机选择50个点，建立两幅影像的线性关系函数，将两幅影像进行匹配，消除两幅影像间的色差。
NDVI是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子，且由灰度值转换成反射率后计算出的NDVI可以消除大气对两波段不同非线性衰减的影响。利用NDVI结合像元二分模型计算植被盖度。
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3.3土地坡度计算
表面模型主要有栅格表面和TIN表面两类，覆盖项目区分辨率为10m的DEM高程数据属于TIN表面类型数据，为获得TIN表面的坡度，对DEM做如下处理：
（1）导入数据。选择ArcGIS三维分析下表面分析的坡度工具，输入DEM数据。
（2）参数设置。选择坡度单位，设定高程转换系数，设置输出数据的栅格大小、输出路径和文件名。
（3）坡度计算。
本次对项目区坡度分级采用黑土区水土流失综合防治标准（SL 446-2009）。
3.4水土流失计算
本次选取三因子模型计算，采用土地利用、植被盖度和耕地坡度因子的叠加进行土壤侵蚀量的计算。
三因子模型以遥感影像作为基本数据源，通过野外调查和专家经验建立解译标志，在GIS技术支持下，参考谷歌地球高清影像及地形、地质、农林业规划数据获取土地利用因子；基于遥感影像采用像元二分模型与NDVI结合的方法生成植被盖度因子；利用DEM数据获取地形因子，最后通过进行三因子叠加运算将获得的统计结果后按照土壤侵蚀分类分级标准（SL 190-2007）和黑土区水土流失综合防治标准（SL 446-2009）对叠加结果层进行分等划级，再绘制出土壤侵蚀强度和分布图表等。
4 结果与分析
4.1 土地利用
项目区面积为18678.99km2，项目区解译遥感影像81幅，解译图班数量96462个。项目区占地类型以草地为主，占项目区总面积50.96%。林地、耕地面积分别为总面积的34.16%、7.79%，其余地类占比均小于5%。
4.2 植被盖度
项目区林草地面积为15899.6km2，其中低覆盖面积为913.75km2、中低覆盖面积441.44km2、中覆盖面积1060.65km2、中高覆盖面积1998.8km2、高覆盖面积11484.95km2。项目区植被盖度以高度盖、中高覆盖为主，二者面积和为林草总面积的84.8%。其余植被盖度占比均小于7%。
4.3 土壤侵蚀
项目区面积为18679km2，土壤侵蚀面积（除微度侵蚀以外）为2727.53km2，为项目区土地总面积的14.60%，其中坡耕地土壤侵蚀面积为1107.31km2，荒山荒坡土壤侵蚀面积为1620.22km2。项目区土壤侵蚀强度以轻度、中度侵蚀为主，二者面积之和为项目区总面积的75.64%。
项目区坡耕地1454.89km2，其中土壤侵蚀面积为1107.31km2，坡耕地土壤侵蚀强度以轻度侵蚀为主，侵蚀面积为坡耕地总面积32.67%。项目区荒山荒坡16044.96km2，土壤侵蚀面积为1620.22km2，荒山荒坡土壤侵蚀强度以轻度侵蚀为主，侵蚀面积为荒山荒坡总面积61.83%。