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喀斯特地区是我国典型的生态环境脆弱区之一,土壤侵蚀程度严重,准确的掌握喀斯特地区土壤侵蚀强度信息能够为水土流失综合治理提供可靠的参考数据。目前,遥感估算是掌握区域土壤侵蚀强度的主要技术手段,土壤侵蚀强度研究主要利用国外数据,随着我国高分一号卫星的成功发射,国内高分辨率、多时相、较高宽幅数据的获取得以解决。研究高分一号数据不同分辨率对土壤侵蚀因子提取精度,以及土壤侵蚀强度估算的差异性进行分析和评价,并在此基础上分析土壤侵蚀强度和景观指数随着影像分辨率的变化而产生的尺度效应,得出喀斯特地区研究土壤侵蚀强度的影像最适宜分辨率。研究结果不仅可以推动高分一号数据在喀斯特地区土壤侵蚀研究中的应用,还为今后该区域土壤侵蚀监测提供理论与实践依据。本文以喀斯特地貌广泛分布的贵州省乌当区白水河小流域为研究区域,选取高分一号遥感数据分别是:GF1-WFV(16m)影像、GF1-PMS(8m)影像、融合(2m)影像,其融合影像为GF1-WFV影像和高分一号全色影像融合,在这些影像的基础上对土壤侵蚀因子进行提取,进一步分析影像分辨率对植被覆盖度、土地利用类型、土壤侵蚀强度的差异性,并在此基础上分析土壤侵蚀强度和景观指数随着影像分辨率的变化而产生的尺度效应,得出喀斯特地区研究土壤侵蚀强度的影像最适宜分辨率。主要结论如下:(1)不同影像的土壤侵蚀因子提取差异性明显,植被覆盖度和土地利用类型随着影像分辨率的提高,影像空间结构越明显清晰,纹理越平滑,细节信息越明显;在信息量方面提取效果不断增强,信息量增加,同时植被覆盖度信息分布呈现中间聚拢的状态;随着分辨率提高混合像元被分解水域、耕地面积不断增加,建设用地和林地面积不断减少,土壤侵蚀因子提取精度逐渐提高;GF1-WFV影像、GF1-PMS影像、融合影像的植被覆盖度估算的精度分别为63.11%、73.88%、82.13%;土地利用类型提取的Kappa系数分别为0.6639、0.8122、0.8255;总体精度分别为72.6087%、86.0021%、90.0303%。(2)不同影像估算的土壤侵蚀强度差异性明显,GF1-WFV影像土壤侵蚀面积最大,其轻度占比为6.91%、中度占比为28.04%、强烈占比为11.31%、极强烈占比为7.93%、剧烈占比为5.61%;融合影像土壤侵蚀面积最小,其轻度占比为5.11%、中度占比为23.48%、强烈占比为7.52%、极强烈占比为3.19%、剧烈占比为1.22%。GF1-WFV估算精度低于65%,GF1-PMS和融合影像的精度均大于80%。(3)GF1-WFV影像、GF1-PMS影像、融合影像的土壤侵蚀强度等级在流域空间分布上具有明显的相似性,中度侵蚀和强烈侵蚀主要分布在流域中部植被覆盖度较低和流域南部的耕地区域;极强烈和剧烈侵蚀主要分布在流域公路沿线、建设用地周边和山脊坡度较大且植被覆盖度较低的区域。(4)土壤侵蚀强度为轻度侵蚀和中度侵蚀时,坡向对土壤侵蚀强度的影响较小,土壤侵蚀占比基本一致;侵蚀强度为强烈侵蚀、极强烈侵蚀、剧烈侵蚀时北坡、西北坡和西南坡的土壤侵蚀强度占比差异最明显。土壤侵蚀强度等级在海拔上的分布均呈现为先增加后减小的趋势,当土壤侵蚀强度为中度及以上且海拔大于1250m时,随着影像分辨率的提高,土壤侵蚀强度面积占比逐渐减小,其中极强烈侵蚀的减小幅度最大。(5)土壤侵蚀强度尺度效应表现为随着影像分辨率的提高土壤侵蚀的面积逐渐减小,GF1-WFV影像、GF1-PMS影像、融合影像的土壤侵蚀面积占总面积比例分别为:60.48%、46.87%、40.52%,最大减少了19.96%;土壤侵蚀强度的每个等级所占比例逐渐下降,中度、剧烈等级的变化幅度最大,且各等级比例分布情况逐渐服从正态分布的规律,同时土壤侵蚀强度空间分布结构逐渐明显清晰。(6)在类型景观水平上GF1-WFV影像与GF1-PMS影像、融合影像的土壤侵蚀强度景观指数差异明显,GF1-PMS影像和融合影像差异不大,变化趋势相似。土壤侵蚀强度中剧烈侵蚀景观破碎度最小,中度侵蚀景观破碎度最大;影像分别率对中度侵蚀的SPLIT没有影响。从景观水平指数得到融合影像的土壤侵蚀强度景观破碎化程度最大,空间结构最复杂,景观形状最复杂,景观斑块的分散度最高、景观聚集性最高、景观的空间连通性最高,而GF1-WFV影像最小;融合影像土壤侵蚀强度各斑块在景观中没有均衡化分布的趋势,而GF1-WFV影像土壤侵蚀强度斑块在景观中呈均衡化趋势分布,景观中没有明显的优势类型且各斑块类型在景观中均匀分布。(7)对比GF1-WFV影像、GF1-PMS影像、融合影像的植被覆盖度、土地利用类型和土壤侵蚀强度信息量,得出GF1-WFV影像在提取土壤侵蚀因子过程中会出现信息的大量缺失,在空间上粗糙,无法保证精度,融合影像能够满足精度要求,提取和估算效果较好。因此,在符合精度要求的前提下,GF1-WFV影像不适合用于喀斯特地区小流域的土壤侵蚀强度研究,融合影像是最适宜的影像数据。