本发明专利技术提供一种基于水土流失计算方程的便携式水土保持效益评价装置，其包括壳体、设置在壳体内部的控制单元以及远程数据服务器，控制单元通过无线网络将获得的数据上传至远程数据服务器；所述控制单元包括数据处理单元、存储有数据库的存储单元、无线通讯单元以及用于导航的GPS导航单元，存储单元、无线通讯单元以及GPS导航单元与所述数据处理单元分别通讯连接。本发明专利技术将水土流失量计算方程与水土保持效益评价结合起来，通过计算地块的不同水土措施之下的水土流失量获得地块的水土流失评价值，可以科学规范地对水土流失情况进行定量评价；并且能够在三种情况下对地块的水土保持措施进行评价。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水土流失评价监测领域，具体涉及一种便携式水土保持效益评价装置 及评价方法。
技术介绍
水土保持是我国的一项基本国策，关系到国家粮食安全和经济社会的可持续发 展。改革开放以来，我国长期坚持"以小流域为单元、全面规划、综合治理"的方针进行水土 保持措施部署，在水土保持工作方面取得了巨大成就。 水土保持措施的概念是为防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，改善生 态环境所采取的工程、植物和耕作等技术措施与管理措施的总称。水土保持措施对于减弱 和预防水土流失、保护和改良水土资源、促进生态系统良性循环和社会经济系统健康发展 的贡献即为水土保持效益。 为了分析水土保持措施对实施区域的影响，查明其在实施过程中存在的问题，并 为下一步的水土保持工作提供参考依据，需要对水土保持措施效益进行科学合理的评价， 将其称为水土保持效益评价。水土保持效益评价是对水土保持措施贡献的计算和分析。 通过效益评价可查明水土保持措施实施过程中存在的问题，认识理解水土保持 措施对水土流失的影响机理及其区域适宜性，为制定修编进一步的治理规划方案提供依 据，因而水土保持效益评价具有重大的理论和实践意义。 1995年，水利部发布了"水土保持综合治理效益计算方法"国家标准，将水土保持 效益划分为基础效益、经济效益、社会效益和生态效益4大类，规范了水土保持效益的计算 方法。 随着人民生活水平的提高，生态环境意识逐渐增强，水利部于2008年对此版国标 进行了修订，明确了基础效益为调水保土效益，并增加了"改善坡面排水"和"调节小流域径 流"两项效益内容；突出了水资源和土地资源的重要性。新版国标虽然详细描述了水土保 持措施的各类效益的计算方法，但是对具体措施实施前后土壤流失量以及前后土壤流失 量之差（保土量）的准确计算方法却未曾介绍。 目前在水土保持效益评价中较为常见的调水保土量的计算方法是水土保持分析 法和水文分析法。水土保持分析法简称水保法，通过实际观测各水土保持措施分别的调水 保土作用，同时观测流域水沙在汇集过程中的冲淤变化及治理期间人类活动新增的土壤侵 蚀量，从而计算得出水土保持措施的保水保土量，并粗估水土保持对下游的减淤作用。它 能直观区分各项措施对水沙变化的作用，预测水沙变化趋势。但是，尚未考虑作物秸杆覆 盖等措施的影响。水文分析法简称水文法，即通过统计分析水文站的径流量、输沙量观测 资料，建立水文统计模型，分析区域调水保土量的一种方法。其原理是一个流域，如果下 垫面不变，在一定的降雨条件下，将会产生一定的水量和沙量。具体有经验公式法、不同时 间系列对比法、双累积曲线相关法等计算方法。水文法的突出问题是只反映了综合调水保 土作用，很难区分水土保持措施的拦蓄效益和其他人为活动对水沙的影响。另外，当计算 期内流域同时存在治理和破坏时，这种方法有可能使实际的拦蓄效益偏小。 此外，获得土壤流失量后，需要对地块的水土保持措施进行评价，以判断是否继续 进行该种水土保持措施，另外，在对地块进行建筑施工或植物种植之前，也需要对后期的水 土保持效益进行评价，而现有的评价方式都是采取直接评价的方式，评价方法不全面且不 准确，为水土保持效益评价的进行造成了困难。 此外，在传统的植物覆盖因子C不区分林地、草地和灌木仅根据覆盖面积计算，这 种方法不能真实反映林地、草地和灌木对水土保持的实际影响。例如，林地情况下，当林木 超过一定高度，但地表无草地灌木覆盖的情况下，林木不能阻止雨水对地表的击打，水土保 持效果远不及同等覆盖面积下草地和灌木的情况，但是以传统植物覆盖因子获取方法来获 取的林地情况下的C因子却会与同等面积下草地和灌木情况下的C因子相同。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述提到的现有的水土保持效益评价方法考虑因素不全面且结 果不准确的缺点，结合土壤侵蚀模型，提供一种基于水土流失计算方程的便携式水土保持 效益评价装置，实时获得土壤流失的具体数量，并进行水土保持效益评价。将土壤侵蚀模 型应用到水土保持效益评价，不仅具有统一、规范、定量和易操作的特点，而且对实际工作 也有较好的理论指导意义。 具体地，一种便携式水土保持效益评价装置，其包括壳体、设置在壳体内部的控制 单元以及远程数据服务器，控制单元通过无线网络与远程数据服务器进行数据交换； 所述壳体的外表面设置有触摸屏、液晶显示屏、数据端口以及摄像装置，所述触摸 屏、液晶显示屏、数据端口、摄像装置分别与控制单元通讯连接； 所述控制单元包括数据处理单元、存储单元、无线通讯单元以及用于导航的GPS 导航单元，存储单元、无线通讯单元以及GPS导航单元与所述数据处理单元分别通讯连接； 所述存储单元用于存储地块的地形图和遥感图像、地块所属降雨区域的多年降雨 量数据库、工程措施因子数据库以及耕作措施因子数据库； 所述数据处理单元包括降雨侵蚀力因子获取单元、土壤可蚀性因子获取单元、地 形因子获取单元、郁闭度/盖度获取单元、植被覆盖与生物措施因子获取单元、工程措施因 子获取单元、耕作措施因子获取单元以及水土流失评价值计算单元； 所述降雨侵蚀力因子获取单元用于根据存储单元存储的地块内多个降雨区域的 多年降雨量数据库，计算获取地块的降雨侵蚀力因子R; 土壤可蚀性因子获取单元用于采集地块土壤的沙粒含量、粉砂含量、粘粒含量以 及有机碳含量，计算获取地块的土壤可蚀性因子K; 地形因子获取单元用于采集地块的坡长和坡度计算获取每个地块的坡长因子L 以及坡度因子S; 所述郁闭度/盖度获取单元根据盖度照片及郁闭度照片获得盖度以及郁闭度，其 中所述盖度照片及郁闭度照片可由所述摄像装置获得； 所述植被覆盖与生物措施因子获取单元、工程措施因子获取单元以及耕作措施因 子获取单元分别用于获取地块的植被覆盖与生物措施因子B、工程措施因子E以及耕作措 施因子T; 水土流失评价值计算单元用于计算无水土保持措施状态或当前实际状态下的地 块的土壤流失量Atl以及比较状态下地块的土壤流失量Ai，并计算得出地块的水土流失效益 评价值P，其中 A。=R*K*L*S*B A1=R*K*L*S*B^E15I=T1 P= (A1-A0) *100 % /A0 所述触摸屏用于获取用户的触摸操作； 所述液晶显示屏用于显示仪器工作状态和地块的水土流失效益评价值，液晶显示 屏的显示过程通过与控制单元通信连接的显示单元得以实现，由于已是众所周知的技术， 本申请不再赘述。 优选地，无水土保持措施状态下植被覆盖与生物措施因子B的值为1、工程措施因 子E的值为1、耕作措施因子T的值为1 ;当前实际状态下或比较状态下的植被覆盖与生物 措施因子B通过植被覆盖与生物措施因子获取单元进行计算获得、工程措施因子E通过工 程措施因子获取单元从工程措施因子数据库获得、耕作措施因子T通过耕作措施因子获取 单元从耕作措施因子数据库获得。 优选地，所述液晶显示屏用于显示地块的多个水土流失效益评价值。 优选地，植被覆盖与生物措施因子获取单元用于计算获得植被覆盖与生物措施因 子的方式如下所述： Al)如果水土保持措施为耕地、居民点、工矿用地、交通运输用地或者水域用地时， 则植被覆盖与生物措施因子B的值为1 ; A2)如果水土保持措施属于园地、林地或草地，且待恢复植被地块的植被只有植本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种便携式水土保持效益评价装置，其包括壳体、设置在壳体内部的控制单元以及远程数据服务器，控制单元通过无线网络与远程数据服务器进行数据交换；所述壳体的外表面设置有触摸屏、液晶显示屏、数据端口以及摄像装置，所述触摸屏、液晶显示屏、数据端口、摄像装置分别与控制单元通讯连接；其特征在于：所述控制单元包括数据处理单元、存储单元、无线通讯单元以及用于导航的GPS导航单元，存储单元、无线通讯单元以及GPS导航单元与所述数据处理单元分别通讯连接；所述存储单元用于存储地块的地形图和遥感图像、地块所属降雨区域的多年降雨量数据库、工程措施因子数据库以及耕作措施因子数据库；所述数据处理单元包括降雨侵蚀力因子获取单元、土壤可蚀性因子获取单元、地形因子获取单元、郁闭度/盖度获取单元、植被覆盖与生物措施因子获取单元、工程措施因子获取单元、耕作措施因子获取单元以及水土流失评价值计算单元；所述降雨侵蚀力因子获取单元用于根据存储单元存储的地块内多个降雨区域的多年降雨量数据库，计算获取地块的降雨侵蚀力因子R；土壤可蚀性因子获取单元用于采集地块土壤的沙粒含量、粉砂含量、粘粒含量以及有机碳含量，计算获取地块的土壤可蚀性因子K；地形因子获取单元用于采集地块的坡长和坡度计算获取每个地块的坡长因子L以及坡度因子S；所述郁闭度/盖度获取单元根据盖度照片及郁闭度照片获得盖度以及郁闭度，其中所述盖度照片及郁闭度照片可由所述摄像装置获得；所述植被覆盖与生物措施因子获取单元、工程措施因子获取单元以及耕作措施因子获取单元分别用于获取地块的植被覆盖与生物措施因子B、工程措施因子E以及耕作措施因子T；水土流失评价值计算单元用于计算无水土保持措施状态或当前实际状态下的地块的土壤流失量A0以及比较状态下地块的土壤流失量A1，并计算得出地块的水土流失效益评价值P，其中A0＝R*K*L*S*B0*E0*T0A1＝R*K*L*S*B1*E1*T1P＝(A1‑A0)*100％/A0所述触摸屏用于获取用户的触摸操作；所述液晶显示屏用于显示仪器工作状态和地块的水土流失效益评价值。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：章文波，谢云，王志强，张科利，殷水清，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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