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USLE及其改进版RUSLE是在土壤侵蚀预报中应用较广的模型,CSLE是目前应用于我国目前正在进行的水土流失调查中的土壤侵蚀模型。在这些模型中都有一个重要的地形因子坡长因子。本文通过对前人坡长及因子计算方法的改进,得到一套适用于我国多地形特征的坡长和因子提取算法,在福建长汀、陕西大南沟、黑龙江鹤山小流域的5米分辨率DEM数据上对算法中的坡长中断因子的敏感性进行了分析,同时在这三个小流域上对比了本研究算法和Hikey等人设计的非累计流量算法提取坡长及因子的结果。利用北京东台沟1:2000的地形图数据生成1米分辨率的DEM为基础重采样生成2、5、10、20、30和40米分辨率的DEM数据,分析不同分辨率数据提取坡长及因子的差异。进一步分析得到较成熟的坡长及因子提取流程,将算法应用到陕西安塞、福建长汀、四川梓潼和黑龙江宾县四个不同区域的八个小流域上分析不同区域的坡长及因子提取结果。主要结论如下:
1、本研究算法在Hickey等人的非累计流量算法基础上增加对沟道的特殊处理,将沟道作为坡长提取的终点设置坡长为0值,Hickey等人的算法是适用于美国低缓的平原地形的,改进后的算法可适用于我国各种地形。算法提取坡长结果对坡长中断因子的敏感性不高,可采用Hiekey算法中的(0.5,0.7)。将流域格网化后进行坡长因子的计算公式采用分段坡坡长因子公式比整坡坡长因子公式更符合土壤侵蚀模型中对地形因子的定义。
2、分辨率对坡长提取结果的影响没有对坡度影响大,只要水流方向不变,坡度大小的变化影响的只是水流的速度,而方向未变的话汇流线在水平面上的投影长度即坡长也不变。东台沟不同分辨率数据提取的坡长在设置不同沟道汇流面积的基础上坡长及因子之间变化不大。
3、对于1:10000地形图生成的安塞、长汀四个小流域的DEM数据其平均坡度在25度以上,沟道汇流面积阈值设为1000平方米左右即合适,而1:50000数据为其4倍；梓潼和宾县的四个小流域平均坡度在15度以下,1:10000数据沟道汇流面积阈值需在4000平方米左右而1:50000数据为其2倍。此结论可为相同地形特征的流域设置阈值提供参考。不同数据源数据对坡长提取的影响主要在于其对地形特征的改变,若沟道位置的改变较大使得地形破碎度变化较大则坡长提取的结果变化也较大。