基于地基激光雷达监测不同地表覆盖条件的土壤侵蚀试验研究

作者：冯凯月; 马利霞; 于东升; 陈洋; 王鑫; 宋洁; 刘晓利

来源：土壤, 2022, 54(04): 856-864.

DOI：10.13758/j.cnki.tr.2022.04.026

• 地基激光雷达(TLS)
• 土壤侵蚀
• 不同地表覆盖条件
• 最小变化识别度(minLOD)

土壤侵蚀量是土壤退化风险评估的重要指标，地基激光雷达(TLS)为土壤侵蚀量动态监测提供新技术手段，但野外不同地表覆盖条件对监测精度的影响尚不明确。基于2019年11月和2021年7月在鹰潭红壤生态实验站获取的地表裸露、石块、稀疏象草、马尾松、马尾松+石块，马尾松+稀疏象草等不同地表覆盖条件的6个径流小区两期TLS数据，运用移动曲面拟合滤波和反距离加权插值方法估算土壤侵蚀量，结合实测侵蚀量数据评价TLS精度，并探讨不同地表覆盖条件下TLS的最小变化识别度(minLOD)。研究表明，TLS监测精度与土壤侵蚀量呈正相关关系，更适用于中等强度以上或长时间发生明显侵蚀的土壤侵蚀区监测。不同地表覆盖条件下minLOD为4～60 mm,TLS监测相对误差(RE)依次为：地表裸露(RE=–9.4%)<马尾松+石块(RE=12.6%)<石块(RE=15.5%)<稀疏象草(RE=–18.9%)<马尾松(RE=23.4%)<马尾松+稀疏象草(RE=–25.2%)；地表覆盖条件不仅影响土壤侵蚀强度、地表粗糙度，也产生点云滤波及空间插值误差，进而影响TLS识别minLOD准确度和土壤侵蚀监测精度。本研究为野外复杂地表条件下TLS监测土壤侵蚀提供参考。

• 单位
  中国科学院南京土壤研究所; 中国科学院大学; 土壤与农业可持续发展国家重点实验室