ArcGIS计算土壤侵蚀模数(六)B因子计算
1、本次采用中国土壤流失方程CSLE计算土壤侵蚀模数,计算公式为:A=RKLSBET
式中,式中:A—土壤侵蚀模数。t·hm-2a-1;R—降雨侵蚀力因子,MJ·mm·hm-2·h-1·a-1;K—土壤可蚀性因子,t·hm2·h·hm-2·MJ·mm-1;L—坡长因子,无量纲;S—坡度因子,无量纲;B—植被覆盖度与生物措施因子,无量纲;E—工程措施因子,无量纲;T—耕作措施因子,无量纲。
本次采用MODIS遥感数据的NDVI产品MOD13Q1,利用NDVI数据计算植被覆盖度FVC,根据FVC计算不同地类植被覆盖与生物措施因子B。
归一化植被指数(NDVI)是反映土地覆盖植被状况的一种遥感指标,定义为近红外通道与可见光通道反射率之差与之和的商,即NDVI= (NIR-R)/(NIR+R),NIR、R为近红外波段、红光波段的反射值。该数据可直接在地理空间数据云网站进行下载,该网站免费提供各类MODIS产品数据。
1、在地理空间数据云网站进行下载,按照需要选择数据,本次选用MOD13Q1,直接选用其中NDVI数据(当然也可以选择数据集中的NIR和R数据自己进行计算),加载内黄县界。
2、选用提取分析—按掩膜提取用内黄县县界裁剪NDVI数据
3、由于此数据扩大了10000倍,采用栅格计算器进行还原,结果如下图所示
1、计算FVC采用李苗苗等在像元二分模型的基础上研究的模型:
FVC=(NDVI-NDVIsoil)/(NDVIveg-NDVIsoil)
其中,NDVIsoil为完全是裸土或无植被覆盖区域的NDVI值,NDVIveg代表完全被植被所覆盖的像元的NDVI值,两个值的计算公式为:
NDVIsoil=(FVCmax×NDVImin-FVCmin×NDVImax)/(FVCmax-FVCmin)
NDVIveg=((1-FVCmin)×NDVImax-(1-FVCmax)×NDVImin)/(FVCmax-FVCmin)
此公式计算关键是NDVIsoil和NDVIveg的确定,
1)当区域内近似取FVCmax=100%,FVCmin=0%,则公式变为
FVC=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin)
由于不可避免存在噪声,NDVImin和NDVImax一般取一定置信范围内的最大值与最小值,范围主要是根据图像实际情况来定。
2)当区域内不能近似取FVCmax=100%,FVCmin=0%,当有实测数据情况下,取实测数据中的最大值和最小值。没有实测数据情况下,取一定置信范围最值,最值根据经验估算。
本次选用公式1)计算,即FVC=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin),
2、结果如下所示
1、园地、林地和草地采用如下公式计算:
式中,WRi—第i个半月降雨侵蚀力占全年侵蚀力比例,取值0-1,计算方法见前文;SLRi—第i个半月园地、林地和草地的土壤流失比例,无量纲,取值0-1,计算方法如下:
茶园和灌木林地:SLRi=1/(1.17647+0.86242×1.05905100×FVC)
果园、其他园地、有林地和其他林地:
SLRi=0.44468×e(3.20096×GD)-0.04099×e(FVC-FVC×GD)+0.025
草地:SLRi=1/(1.25+0.78845×1.05968100×FVC)
式中,FVC—植被覆盖度,取值0-1;GD—乔木林的林下盖度,取值0-1,包括除乔木林冠层以外的所有植被(灌木、草本和枯落物)构成的林下盖度,按实地调查或经验取值。
2、篇幅有限不再进行单独计算,提取相应土地利用类型转换为栅格,对不同地类采用相应公式进行计算。最后累加出一年B因子值即可。
对于其他地类,采用下表进行赋值(在属性表进行赋值)
3、最后,将不同地类栅格图层镶嵌在一起即可,如下图所示,镶嵌操作可参考镶嵌栅格数据