数字图像技术在地表风蚀监测中的应用

《数字图像技术在地表风蚀监测中的应用》以地表风蚀监测为主题，研究了基于数字图像处理的地表颗粒信息提取技术和不同风蚀地区的图像分类模型，实现了对地表颗粒信息的非接触、不破坏地表、避免取样导致的误差之提取，能够较准确地计算出土壤表层粗颗粒含量。通过利用EML宏语言及Spatial Modeler定制“地表颗粒信息提取”模块的客户化界面及实现模块功能的方法，设计了直观、便捷的地表粗粒化信息提取界面模块，整合了利用ERDAS进行地表粗粒化信息提取的操作工具；建立了简易的土壤潜在风蚀风险指数方程，对几处典型风蚀地表的潜在风蚀风险性现状进行了判断和评价，并在裸露戈壁、灌丛林地、北方农牧交错带典型地貌类型沙地、草地和农地进行了验证。《数字图像技术在地表风蚀监测中的应用》是课题组成员多年来所取得的相关研究结果的系统总结，丰富和完善了土壤风蚀理论与技术体系，为粗粒化地表的非接触式、长期定点监测提供参考，也为制订科学合理的荒漠化防治措施提供理论依据，对西北地区生态环境建设及防沙治沙实践具有一定的理论和现实指导意义。

前言
第1章 绪论 1
1.1 风蚀的含义及研究内容 1
1.2 土壤风蚀研究的发展简史 2
1.2.1 国外土壤风蚀研究历程 2
1.2.2 国内土壤风蚀研究历程 4
1.3 土壤风蚀研究内容和方法 5
1.3.1 土壤风蚀研究内容 5
1.3.2 土壤风蚀研究方法 6
1.3.3 土壤风蚀研究的成果 7
1.4 数字图像技术的发展及其在现代科学领域的应用 16
1.4.1 数字图像处理技术概述 16
1.4.2 基于数字图像处理技术的颗粒几何信息提取研究现状 19
1.5 小结 22第2章 基于数字图像技术的风蚀地表颗粒信息提取方法 24
2.1 用于地表颗粒信息提取的数字图像采集条件 24
2.1.1 地表数字图像采集设备要求 24
2.1.2 地表数字图像的参数要求 25
2.2 数字图像采集条件筛选实验 29
2.2.1 光源条件筛选实验 29
2.2.2 图幅面积和拍摄高度的筛选实验 35
2.3 采集流程及参数 42
2.4 基于数字图像处理的地表颗粒几何信息提取技术 43
2.4.1 地表数字图像颗粒几何信息提取的思路与方法 43
2.4.2 地表原始数字图像预处理 44
2.4.3 地表数字图像颗粒几何信息提取 45
2.4.4 地表颗粒几何信息的获取 48
2.5 提取处理技术精度验证 49
2.5.1 单个颗粒提取精度验证实验设计 50
2.5.2 颗粒质量百分含量提取精度验证实验设计 51
2.5.3 精度验证结果 53
2.6 小结 55
第3章 基于ERDAS的地表颗粒信息提取模块设计与客户化 57
3.1 ERDAS软件平台简介 57
3.1.1 基于ERDAS的地表颗粒信息提取模块设计与客户化 57
3.1.2 ERDAS软件平台简介 57
3.2 ERDAS下的地表颗粒信息提取模块设计与客户化 58
3.2.1 利用EML定制地表粗粒信息提取模块的客户化界面 58
3.2.2 地表颗粒信息分类模型参数的客户化 60
3.3 地表颗粒信息提取模块操作流程介绍 64
3.3.1 数字图像处理流程及具体操作步骤 64
3.3.2 土壤颗粒大小及各粒级颗粒百分含量计算 72
3.3.3 地表颗粒信息提取模块操作流程介绍 73
3.4 小结 81
第4章 基于数字图像处理技术提取地表土壤颗粒风蚀粗粒化实地应用研究 82
4.1 粗粒化地表风蚀演变规律研究 82
4.1.1 试验设计与研究方法 82
4.1.2 不同粗颗粒覆盖对土壤风蚀速率的影响 84
4.1.3 风蚀发展过程中地表颗粒含量及地表风蚀速率的演变规律 90
4.2 典型风蚀粗粒化地表颗粒特征研究 97
4.2.1 研究区概况 97
4.2.2 材料与研究方法 100
4.2.3 戈壁地表土壤颗粒的空间变异特征研究(样方1) 102
4.2.4 戈壁地表土壤颗粒的空间变异特征研究(样方2) 108
4.2.5 戈壁灌丛堆周边地表土壤颗粒的空间异质特征 113
4.3 小结 120
第5章 基于数字图像处理技术的土壤抗风蚀能力及潜在风蚀风险评价 124
5.1 基于地表风蚀颗粒特征的土壤抗风蚀能力评价 124
5.1.1 研究区概况 125
5.1.2 试验设计和研究方法 131
5.1.3 风蚀地表粗化信息提取数据与筛分数据的相关性分析 133
5.1.4 土壤抗风蚀能力评价 135
5.2 基于地表风蚀颗粒特征的土壤潜在风蚀风险评价 140
5.2.1 基于地表风蚀颗粒特征的土壤潜在风蚀风险指数的确立 140
5.2.2 基于地表风蚀颗粒特征的土壤潜在风蚀风险指数的应用 142
5.3 小结 145
参考文献 147