【ArcGIS应用】基于ArcGIS的土壤稳定性评估
坐怀不乱的手链
2023年04月26日 13:22:35
来自于水土保持
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土壤稳定性评估                    


土壤稳定性评估          

         

       土壤稳定性评估 是对土壤稳定情况的一个分析过程,影响土壤稳定性的因素很多,其中包含自然因素和人为因素,自然因素主要包括光照、气候以及植被生长等等,人为因素主要包括房屋建筑以及耕作等人类建设活动。通常, 在进行区域土地开发时,需要对整个区域的土壤稳定性 进行评估, 传统的土壤稳定性评估方法是运用GIS空间分析方法,基于某一区域的数字高程模型数据进行坡度提取和坡向提取,同时将这一区域的土地利用类型矢量数据转换成栅格数据, 分别 对坡度、坡向和土地利用 类型三个数据进行分类并求加权总和,最后生成土壤稳定性专题图,从而 为土地开发保护提供决策支持。

土壤稳定性评估原则及工作流程

(一)土壤稳定性评估原则
 (1)坡度越陡,稳定性越低;         反之,稳定性越高。         坡度分级临界值分别为:
坡度类型 坡度范围值
微坡 <
较缓坡 5°~8°
缓坡 8°~15°
较陡坡 15°~25°
陡坡 25°~35°
急陡坡 > 35°
     

(2) 阴坡比阳坡稳定,阳坡是面向太阳的山坡,而阴坡则是背对太阳的山坡。 半球阳光 主要从南方照向北方 ,所以南坡(90°-270°)为阳坡, 北坡(270°-360°,0°-90°)为阴坡,南半球则相反。

3) 土地 利用类型的稳定性 级别由高到低分别为: 林地、水域、草地、居住用地和耕地。

(二)土壤稳定性评估工作流程

       土壤稳定性评估方法是运用GIS空间分析方法,基于某一区域的数字高程模型(DEM)数据进行坡度提取和坡向提取,同时将这一区域的土地利用类型矢量数据转换成栅格数据,分别对 坡度 坡向 土地利用类型 三个数据进行 重分类 并进行 加权总和 ,最后生成土壤稳定性专题图。

图1  土壤稳定性评估工作流程图


一、 数据准备及环境设置


1.1数据准备( 鄱阳湖为例 )

     (1)DEM数据          
     (2)土地利用矢量(栅格)数据
         

         
1.2环境设置          
      在菜单栏处的【           地理处理           】调出面板            →            在选项中选中【           环境           →            单击           开“ 环境 ”界面           确定数据的工作空间。          

图2   【环境设置】对话框          



         

二、数据处理操作


2.1 提取坡度

       在           右侧搜索框搜索“           坡度             →  双击【 坡度 】打开窗口并设置参数 1. 输入栅格 ”为 DEM数据 2. 输出栅格 ”命名为“ Slope →  【确定】          

图3 【坡度】工具及参数设定

图4            坡度分析                    
2.2 提取坡向
       在           右侧搜索框搜索“           坡向             →  双击【 坡向 】打开窗口并设置参数 1. 输入栅格 ”为 DEM数据 2. 输出栅格 ”命名为“ Aspect →  【确定】          

图5  【坡向 】工具及 参数设定

图6 坡向分析          
2.3 对  “Slope” 进行重分类
      在           右侧搜索框搜索“           重分类             →  双击【 重分类 】打开窗口并设置参数 1. 输入栅格 ”为 “Slope” 2.“ 值字段 选择 “Value”           点击 分类 类别 设置为 “6” ;   3. 输出栅格 ”命名为“ Re_Slope →  【确定】          
表1 坡度重分类对照表          

         

来源:赵保睿,匡明星,王均浩,覃莹莹.基于ArcGIS的土壤稳定性评估——以张飞庙景区为例[J].北京测绘,2020,34(02):229-232.

图7 【重分类 】工具及 参数设定          

8   重分类 结果

2.4 对 “A           spect ” 重分类
        在           右侧搜索框搜索“           重分类             →  双击【 重分类 】打开窗口并设置参数 1. 输入栅格 ”为 “A spect           2.“ 值字段 选择 “Value”           点击 分类 类别 设置为 “4” ;   3. 输出栅格 ”命名为“ Re_Aspect →  【确定】          
表2 坡向重分类对照表          

来源: 赵保睿,匡明星,王均浩,覃莹莹.基于ArcGIS的土壤稳定性评估——以张飞庙景区为例[J].北京测绘,2020,34(02):229-232.

         

图9 【重分类 】工具及 参数设定

         
图10                       坡向           重分类           结果          
2.5            土地利用数据栅格化          
       在           右侧搜索框搜索“           面转栅格             →  双击【 面转栅格 】打开窗口并设置参数            →  【确定】          
         

图11 【面转栅格 】工具及 参数设定

图12土地利用矢量数据栅格化

         
2.6 对 “土地利用数据(land)” 进行重分类

       在 右侧搜索框搜索“ 重分类   →  双击【 重分类 】打开窗口并设置参数 1. 输入栅格 ”为 “land” 2.“ 值字段 选择 “Value” ,修改参数值 ;   3. 输出栅格 ”命名为“ Re_land →  【确定】

表3 土地利用重分类对照表          
         

         

图13 【重分类 】工具及 参数设定

         
         
图14 土地利用重分类结果          
2.7 对坡度、坡向、土地利用数据进行空间叠加分析
       在           右侧搜索框搜索“           栅格计算器             →  双击【 栅格计算器 】打开窗口并设置参数 ,分别给“           Re_Slope ”、“           Re_Aspect ”、“           Re_land ”赋予权重0.3、0.3、0.4,输出结果为加权结果。
公式:           "Re_land.tif" * 0.4 + "Re_Aspect.tif" * 0.3 + "Re_Slope.tif" * 0.3          

图15 【栅格计算器】对话框

图16 加权结果

三、专题图制作

       


3.1 对输出结果进行符号化

       双击结果图层   →  点击【符号系统】   →  选择【分类】,将结果分为3类,分界点为4和7,小于4的为不稳定,4到7的为较稳定,大于7的为很稳定。

图17 加权结果分类属性设定

图18  加权 结果 分类

3.2出图                  

       切换到布局视图 添加比例尺、指北针等制图元素后导出图片。

图19  土壤稳定性评估专题图


参考文献

[1]赵保睿,匡明星,王均浩,覃莹莹.基于ArcGIS的土壤稳定性评估——以张飞庙景区为例[J].北京测绘,2020,34(02):229-232.



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