河南省土地覆盖与土壤侵蚀变化分析开题报告

1. 研究目的与意义

1.1 研究的背景 土壤侵蚀是一种严重的生态环境问题，土地侵蚀会破坏土壤资源、使土壤肥力和质量下降，影响正常的农业生产和食品安全。因为水土流失，导致地表植被严重破坏，土地荒漠化越来越严重，对生物地球的化学循环、能量平衡以及生态系统的水循环、碳循环、气候变化、石漠化等方面带来严重影响。土壤侵蚀问题的逐渐严重引起了国内外的广泛关注。我国是世界上土壤侵蚀最严重的国家之一，为此我国持续开展了以土壤侵蚀为主要对象的观测、调查、监测与评估等研究工作。2010年土壤侵蚀轻度以上面积共计4778070. 10km2，占全国监测总面积的50.26%，反映出全国半数土地面积存在不同程度的土壤侵蚀现象。其中，东部、中部、西部土壤侵蚀面积占区域总面积的比例分别是12. 59%、27.04%、61. 52%，西部地区的土壤侵蚀相对最严重，分布面积和强度等级都表现出由东向西递增的特点。监测显示，在20世纪80年代末至2010年期间，我国土壤侵蚀变化呈现出先增强后减弱的趋势。而在区域变化上，南北差异明显。 河南省是我国华中地区的一个大省，河南省的土壤侵蚀类型有水蚀,风蚀和重力侵蚀,其中以水蚀中的面蚀为主。土壤侵蚀导致河南省部分地区土地资源退化，成为恶化河南省生态环境、制约农业生产的重要因素。同时土壤侵蚀带来的水土流失给河南西部的黄河流域带来了严重的危害。1.2 研究的目的及意义 本课题以河南省为研究区域，主要对河南省2000-2020年的土地覆盖、土壤侵蚀的强度及其判定因子进行研究，分析河南省近20年的土壤侵蚀强度的变化。开展对河南省土壤侵蚀的强度研究，对河南地区的生态环境恢复、生态环境可持续发展和水土保持工作具有重要意义。

2. 研究内容和预期目标

2.1 研究内容 以河南省全省区域为研究区，基于GlobeLand30下载的土地覆盖数据、NDVI_MAX数据、数字高程模型有以下几项研究内容。（1）研究河南省土地覆盖现状及2000-2020年的变化 基于GIS空间分析功能，通过对2000、2010和2020年三期GlobeLand30土地覆盖数据的分析，得到近20年河南地区土地覆盖变化的数量、空间分布、类型转换等方面，来分析河南省2000-2020年土地覆盖的变化。（2）研究河南省土壤侵蚀强度分级方法和实现 以中华人民共和国水利部发布的土壤侵蚀分类分级标准为依据。主要以面蚀的强度等级判定方法来得到侵蚀强度等级。 表2.1 土壤侵蚀强度等级分级标准

（3）研究河南省2020年土壤侵蚀强度分布格局及二十年内的变化分析 基于计算得出的2020年土壤侵蚀强度数据，利用GIS软件，得到2020年土壤侵蚀强度分布格局，分析这二十年来土壤侵蚀强度的变化。2.2预期目标 依据水利部发布的土壤侵蚀分类分级标准，计算得到2000、2010、2020时期河南省的土壤侵蚀强度，获取近年来河南省土壤侵蚀强度分布格局，对比2000-2010、2010-2020年河南省的土壤侵蚀强度的变化，得出这二十年的土壤侵蚀强度变化的程度、规律等。

3. 研究的方法与步骤

3.1 研究方法及步骤 以GlobeLand30土地覆盖数据、NDVI_MAX数据、数字高程模型为基础，以GIS和遥感技术为支撑来研究河南的土壤侵蚀强度、分布格局以及二十年内的变化。

步骤：

（1）处理GlobeLand30的数据：

将三个年份的土地覆盖数据通过ArcGIS软件按要求校正、忽略图像背景值、拼接、剪裁、按掩膜提取，得到河南省的2000、2010、2020的土地覆盖数据。（2）获取土地覆盖因子： 基于处理好的GlobeLand30的土地覆盖数据，得到河南省的土地覆盖数据，获取河南省的土地覆盖类型。（3）获取植被覆盖度因子： 一般使用像元二分模型作为计算植被覆盖度的遥感估算模型，将NDVI(归一化植被指数)通过公式在ArcGIS软件下参与模型计算得到植被覆盖度，完成植被覆盖度的分级。（4）获取地形因子： 基于GIS空间分析，通过河南省的DEM计算得到坡度后，得到坡度等级图。（5）土壤侵蚀强度的分级，估算三期的土壤侵蚀强度： 将坡度、植被覆盖及土地覆盖3个土壤侵蚀影响因子通过GIS软件的叠加分析功能进行综合评价,依据水力侵蚀中面蚀的侵蚀标准，估算出2000、2010、2020年三期的土壤侵蚀强度，制作土壤侵蚀强度分级图。根据土壤侵蚀强度分级图得到2000、2010、2020年研究区各区块土壤侵蚀强度的面积。（6）河南省土壤侵蚀强度分布格局以及二十年的变化分析： 以侵蚀强度为标准确立河南省土壤侵蚀强度分布格局，统计分析2020年河南省土壤侵蚀现状和2000-2020年二十年间的土壤侵蚀强度变化。

4. 参考文献

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5. 计划与进度安排

一、研究工作准备阶段（2022.2.28—2022.3.24） 2022.2.25—2022.3.10为准备工作阶段，包括查阅资料、实验数据收集与阅读文献等； 2022.3.11—2022.3.24为开题阶段，主要工作是撰写开题报告、数据处理等。

二、研究工作开展阶段（2022.3.25—2022.5.25） 2022.3.25—2022.5.01为研究攻坚阶段，主要是研究论文撰写段； 2022.5.02—2022.5.19为论文修改阶段，对前期工作进行修改和完善。

三、论文提交阶段（2022.5.25——2022.6.10） 2022.5.25—2022.5.30为毕业论文查重阶段； 2022.6.01—2022.6.10为修改、打印、装订以及提交论文。