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坡长是土壤侵蚀研究中重要的地形参数之一,认识、理解、反应侵蚀过程的坡长概念对土壤侵蚀定量评价的研究十分重要。本研究在前人对坡长提取工作的基础上,做进一步探索,并对坡长提取相关限制条件进行分析、设计、提取,同时对结果进行了精度及不确定性的分析。主要研究结果如下:(1)流域分布式侵蚀坡长是与坡面土壤侵蚀过程(包括剥蚀、搬运和沉积)相适应的、能够反映侵蚀随地形变化的,流域内任一点上的侵蚀学坡长。给出了分布式坡长的理论公式,该坡长可由DEM设置截断因子,结合流向算法设计实现,并给出了相关设计流程及方法;(2)基于理想曲面证明了基于D8、MS、FMFD、DEMON、Dinf五种算法设计的正确性,研究同时表明Demon方法可以得到较与理论结果相近的坡长值。(3)基于实际DEM(县南沟流域),通过地形图与沟道和沟沿线提取结果的对比,验证了沟道、沟沿线提取方法的可行性;DEMON、D8算法对沟道提取的效果较好;阈值决定了沟道级别,不同阈值决定了坡长的最大值,但不同区域具有不同的地貌特征,阈值需要对研究区较熟悉的专家进行设置;(4)不同分辨率、不同地形起伏状况对坡长提取的准确性影响较大,通过理想DEM的研究、对比发现DEMON方法在精度、误差方面表现较好,适合作为提取坡长的流向算法;但同时也发现在复杂坡面条件下,与理论值相比较,基于GIS的方法高估了坡长;(5)对不同分辨率下沟道截断的阈值进行了探讨(以县南沟为例),研究发现由于分辨率降低,栅格尺寸增大,沟道的影响亦增大,高分辨率DEM下沟道阈值较低分辨率下的沟道阈值低,并给出了不同分辨率下对应的阈值;(6)对坡长的尺度变换进行了探讨和研究,基于直方图匹配的方法能够较好地实现坡长的尺度变换;(7)结合经验模型(RUSLE、CLSE)设计并实现了模型计算的软件,该软件可以对相关数据进行合理转换、分析、计算,完成流域尺度上土壤侵蚀估算。