基本信息
- 项目名称：
- 基于地学信息图谱的坡耕地水土流失研究--以常宁市为例
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目以ArcGIS作为开发平台，结合坡耕地水土流失的理论研究成果、常宁市坡耕地水土流失数据以及地理信息图谱的理论方法，运用回归分析方法、Access数据库技术、C#编程语言创建了常宁市坡耕地水土流失模型，并对常宁市坡耕地水土流失的现状及其发展趋势进行了分析、预测并通过地学图谱进行可视化表达，旨在更好地管理和分析土地信息，科学地指导坡耕地水土流失的防治工作，为管理层提供依据。
- 详细介绍：
- 基于已有的坡耕地水土流失的研究成果，本文提出了创建常宁市坡耕地水土流失模型的研究工作，以期待将已有的研究成果应用到实际问题的解决当中，从而促进常宁市水土流失防治工作高效开展。 本项目以ArcGIS作为开发平台，结合坡耕地水土流失的理论研究成果、常宁市坡耕地水土流失数据以及地理信息图谱的理论方法，运用回归分析方法、Access数据库技术、C#编程语言创建了常宁市坡耕地水土流失模型，并对常宁市坡耕地水土流失的现状及其发展趋势进行了分析、预测并通过地学图谱进行可视化表达，旨在更好地管理和分析土地信息，科学地指导坡耕地水土流失的防治工作，为管理层提供依据。 本课题的主要内容有： 1）搜集整理常宁市土地信息，利用ArcGIS提取出坡耕地信息，再通过Access数据库技术对常宁市坡耕地信息进行建库； 2）利用回归分析方法分析常宁市坡耕地水土流失信息，确定通用土壤侵蚀方程各影响因子参数，对常宁市坡耕地水土流失情况进行建模； 3）在GIS软件平台上进行二次开发完成常宁市坡耕地水土流失数学模型； 4）利用常宁市坡耕地水土流失模型分析常宁市坡耕地水土流失现状和未来趋势，以地学图谱的形式输出结果； 5）在原有的基础上，进行三维可视化表达。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本项目通过对常宁市坡耕地水土流失情况的分析，对常宁市的防治工作具有科学的指导意义，是对水土流失研究的延伸和新探索也是对地学信息图谱研究的创新实践，具有一定的科研价值。 为了达到预期的目的，模型开发顺序依次是:数据库建立->数据分析->水土流失模型建立->坡耕地水土流失现状分析->地学图谱显示的思路进行的。
科学性、先进性及独特之处
- 1)研究理念是基于GIS技术来探索生态环境保护问题。 2)对常宁市的坡耕地水土流失情况分析，从以往的考察分析升级到智能化、科学化的模型分析； 3)研究的项目是当前讨论的热点问题——环境保护，与当前世界可持续发展战略思想相一致； 4)通过三维景观图谱对分析结果进行了初步地展示，形象直观。
应用价值和现实意义
- 1）本项目综合利用了GIS技术和通用土壤侵蚀方程，可以迅速、简便地对坡耕地水土流失的情况进行科学研究和智能分析。对常宁市水土流失的防治工作具有科学的指导意义。 2）本项目是基于地学信息图谱的坡耕地水土流失研究，是对水土流失研究的延伸和新探索也是对地学信息图谱研究的创新实践，在这一方面取得了一定得进展，并为常宁市水土流失防治工作的开展提供了科学的技术手段。
学术论文摘要
- 本项目充分利用我们系二调工作组现有的常宁市土地信息数据库，结合常宁市坡耕地近几年的实际情况，利用GIS软件和通用土壤侵蚀方程(WISCHMEIER和SMITH,1978) 采用回归分析方法，确定通用土壤侵蚀方程中的各影响因子系数，建立常宁市坡耕地的水土流失数学模型,并对常宁市坡耕地水土流失情况进行分析处理，从而对常宁市坡耕地水土流失情况进行了相应的分析和预测，以地学图谱的形式展现出常宁市水土流失的动态变化。 研究的主要内容是：1）在GIS软件平台上利用通用土壤侵蚀方程(WISCHMEIER和SMITH,1978)建立常宁市坡耕地的水土流失数学模型；2）利用GIS软件提取常宁市坡耕地信息，并输入到水土流失数学模型中进行分析、处理，以地学图谱的形式输出结果。 通过对常宁市坡耕地水土流失情况的研究，可以迅速、简便地对坡耕地水土流失的情况进行科学研究和智能分析，对常宁市水土流失的防治工作具有科学的指导意义，为常宁市水土流失防治工作的开展提供了重要的科学依据。
获奖情况
- 1)曾获院大学生科技创新大赛一等奖； 2）在湖南省第九届“挑战杯”科技创新大赛上荣获一等奖。
鉴定结果
- 情况属实，项目具有一定的创新性，具有一定的研究价值，分获院、省一等奖。
参考文献
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同类课题研究水平概述
- 我国是世界上水土流失最为严重的国家之一。由于特殊的自然地理条件，加之长期以来对水土资源的过度开发利用，当前我国水土流失现状表现为面积大、分布广、流失严重，防治任务十分艰巨。同时,我国正处在城市化、工业化、现代化进程当中，人口、资源、环境矛盾异常突出，新的水土流失问题不断产生，这给水土保持提出了严峻的考验。 目前，国内外对水土流失问题的理论研究已趋于成熟。产生水土流失的因素包括自然和人为两大方面。自然因素包括降水、地形、植被、土壤、风力等；人为因素是指人们不合理的资源开发、生产建设活动，如破坏地表植被、陡坡开荒、不合理的农业耕作、人口的增长，开发建设活动如不注意水土保持等。 对水土流失问题的定量分析，国外起步较早，无论是理论还是实际应用的研究都已经比较成熟。80年代末期开始了对土壤侵蚀空间模型的开发。1999年荷兰研究开发第一个能与GIS完全集成并直接利用遥感数据的土壤侵蚀预报模型(LISEM，Limburg5011ErostonModel)。目前，美国已经建立了全国性土壤侵蚀监测预报网络系统。此外，澳大利亚、加拿大、新西兰及许多发展中国家也在水土流失动态监测和评价方面作了大量的研究与实验，在应用方面取得了诸多进展。 较之而言，虽然近年来我国在水土流失定量分析的研究方面发展迅猛，但与当前国际研究水平还有一段差距。李文卿等人于1999年应用通用土壤侵蚀方程(Universal Soil Loss Equa-tion,简称USLE) 对江西省泰和县灌溪乡土壤侵蚀量进行了评估；2003年何东进等人用实例证明了用人工神经网络方法研究水土流失量与其主要影响因子之间的关系效果很理想，精度也很高；2006年陈媛媛等人探讨了利用多维与动态可视化技术来表达和描述地学信息图谱的方法和原理，为我国水土流失定量分析研究的发展做出了重大贡献。 总的来说，目前中国在水土流失方面的研究已经取得了很多成果，但是在智能化的、大规模的水土流失监测与评价指标体系、开发评价模型系统等方面跟当前国际研究水平还有一段差距。 然而，与国际研究水平的差距主要体现在开发智能化的、大规模的水土流失监测与评价指标体系以及开发评价模型系统等方面。
