一种降雨侵蚀力的计算方法
【专利摘要】本发明涉及一种降雨侵蚀力的计算方法，其实施步骤如下：1)获取待监测虹吸式雨量计的自记雨量纸的图片并导入到降雨侵蚀力处理模块；2)对图片中的雨量曲线进行坐标设置同时赋值；3)通过降雨侵蚀力处理模块中的断点工具模块，对所述虹吸式雨量计的自记雨量纸中雨量曲线上的所有断点进行断点雨强判断并输出降雨过程资料和日雨量资料；4)获取翻斗式雨量计的数据并进行转换，输出降雨特征指标和日降雨资料；5)基于上述资料，根据降雨侵蚀力方程计算降雨侵蚀力同时将其输出。本发明的有益效果在于，提供一种自动化程度高以及精确性高的降雨侵蚀力的计算方法。
【专利说明】一种降雨侵蚀力的计算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气象气候以及土壤侵蚀领域，具体涉及一种降雨侵蚀力的计算方法。【背景技术】
[0002]土壤侵蚀是世界范围的环境问题之一，严重的水土流失不仅破坏土地资源，造成土地生产力的下降，侵蚀下来的泥沙还可能淤塞江河引起洪水灾害，同时污染水质、破坏水资源。因此，水土保持工作者需要对其进行监测和评价，提出预防和控制措施，减少土壤侵蚀对社会生产和生态环境造成的危害。降雨及其产生的径流是土壤水蚀的动力因子，国内外学者在降雨导致径流产生、使土壤颗粒分离以及搬运等水蚀发展过程，以及降雨一侵蚀定量关系等方面进行了大量研究。基于这些研究成果，Wischmeier提出了表达降雨导致土壤侵蚀潜在能力的定量指标EI3tl，并作为土壤侵蚀预报模型的重要因子之一。该指标由于综合反映了降雨雨滴具有的动能打击土壤造成的土壤颗粒分离能力及其产生径流的能力，在世界范围内得到广泛应用，我国学者也研究表明该指标在我国适用。但是由于EI3tl指标计算需要详细的降雨过程资料，水土保持工作者在实践过程中常常面临两个问题，使得EI3tl指标的应用受到很大限制。
[0003]目前，降雨过程资料可以从两种途径获取，第一种途径是从虹吸式雨量计的自记雨量纸上人工摘录，但这一过程耗时耗力，而且容易产生错误；第二种途径是从翻斗式雨量计上读取，但这类数据包括不同时间尺度，比如Imin等间隔资料,表示每隔Imin记录一个数据，还有2min,5min, IOmin或者更长时间间隔资料。数据记录的时间间隔越长,精度越低，用于计算EI3tl指标时需要进行转换，否则会造成系统偏差。
【发明内容】
[0004]鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种自动化程度高以及精确性高的降雨侵蚀力的计算方法。
[0005]本发明提供了一种降雨侵蚀力的计算方法，其步骤如下:
[0006]I)获取待监测虹吸式雨量计的自记雨量纸，对所述雨量纸进行拍照或者扫描以形成相应的图片，同时将所述图片导入到降雨侵蚀力处理模块；
[0007]2)通过所述降雨侵蚀力处理模块对所述图片中的雨量曲线进行坐标设置，同时对坐标进行赋值，其中，所述雨量曲线坐标的横轴设置为时间轴，所述雨量曲线坐标的纵轴设置为雨量轴；
[0008]3)通过所述降雨侵蚀力处理模块中的断点工具模块，对所述虹吸式雨量计的自记雨量纸中雨量曲线上的所有断点进行断点雨强判断，然后通过所述降雨侵蚀力处理模块中的输出模块将所述雨量曲线输出标准格式的降雨过程资料和日雨量资料，其中，所述断点为自记雨量纸中雨量曲线斜率发生变化的点，即为雨强发生变化的点；
[0009]4)获取翻斗式雨量计的降雨数据，通过所述降雨侵蚀力处理模块对所述降雨数据进行相关系数的转换，然后通过所述降雨侵蚀力处理模块中的输出模块将所述翻斗式雨量计的降雨数据输出降雨特征指标和日降雨资料；
[0010]5)根据上述输出的降雨过程资料、降雨特征指标以及日降雨资料，并选择相应的资料类型，根据降雨侵蚀力指标R = EI30计算得出相应的降雨侵蚀力同时通过输出模块将所述降雨侵蚀力的结果输出。
[0011]进一步，所述降雨侵蚀力处理模块还包括信息输入模块，所述图片通过所述信息输入模块导入到所述降雨侵蚀力处理模块中。
[0012]进一步,所述资料类型包括小于5min等间隔资料、5min等间隔资料、IOmin等间隔资料、15min等间隔资料、30min等间隔资料、60min等间隔资料。
[0013]进一步，所述步骤2)中通过所述降雨侵蚀力处理模块对所述图片中的雨量曲线进行坐标设置的详细步骤包括:
[0014]A)通过所述降雨侵蚀力处理模块中的坐标工具模块，将所述坐标横轴和纵轴调整至一定长度，并使雨量纸时间刻度轴和坐标横轴平行；
[0015]B)通过所述坐标工具模块调整和移动坐标，使其横轴和雨量纸下侧的零雨量线吻合后，选择图片锁定和解锁模块，将坐标和图片锁定即完成图片中的雨量曲线的坐标设置。
[0016]进一步，所述降雨侵蚀力指标R = EI30中所述E为一次降雨的总动能，所述I3tl为一次降雨过程中最大30分钟的雨强。
[0017]进一步，所述步骤4)中通过所述降雨侵蚀力处理模块对所述不同时间间隔的降雨数据进行相关系数的转换具体包括:
A)对于间隔时间小于5分钟的，不需要进行相关系数的转换，直接计算R= EI30 ;
B)对于间隔时间大于5分钟的，则先计算相应时段的(E)P(I3tl)1^P(E)n(I3tl)n，再通过相应的系数转换得到E、I3tl以及R,其中，n = 5min、lOmin、15min、30min以及60min。
[0018]进一步，所述降雨侵蚀力指标中的E具体是根据
【权利要求】
1.一种降雨侵蚀力的计算方法，其特征在于，其实施步骤如下: 1)获取待监测虹吸式雨量计的自记雨量纸，对所述雨量纸进行拍照或者扫描以形成相应的图片，同时将所述图片导入到降雨侵蚀力处理模块； 2)通过所述降雨侵蚀力处理模块对所述图片中的雨量曲线进行坐标设置，同时对坐标进行赋值，其中，所述雨量曲线坐标的横轴设置为时间轴，所述雨量曲线坐标的纵轴设置为雨量轴； 3)通过所述降雨侵蚀力处理模块中的断点工具模块，对所述虹吸式雨量计的自记雨量纸中雨量曲线上的所有断点进行断点雨强判断，然后通过所述降雨侵蚀力处理模块中的输出模块将所述雨量曲线输出标准格式的降雨过程资料和日雨量资料，其中，所述断点为自记雨量纸中雨量曲线斜率发生变化的点，即为雨强发生变化的点； 4)获取翻斗式雨量计的不同时间间隔的降雨数据，通过所述降雨侵蚀力处理模块对所述不同时间间隔的降雨数据进行相关系数的转换，然后通过所述降雨侵蚀力处理模块中的输出模块将所述翻斗式雨量计的降雨数据输出降雨特征指标和日降雨资料； 5)根据上述输出的降雨过程资料、降雨特征指标以及日降雨资料，并选择相应的资料类型，根据降雨侵蚀力指标R = EI30计算得出相应的降雨侵蚀力同时通过输出模块将所述降雨侵蚀力的结果输出。
2.根据权利要求1所述的降雨侵蚀力的计算方法，其特征在于，所述降雨侵蚀力处理模块还包括信息输入模块，所述图片通过所述信息输入模块导入到所述降雨侵蚀力处理模块中。
3.根据权利要求1所述的降雨侵蚀力的计算方法，其特征在于，所述资料类型包括小于5min等间隔资料、5min等间隔资料、IOmin等间隔资料、15min等间隔资料、30min等间隔资料、60min等间隔资料。
4.根据权利要求1所述的降雨侵蚀力的计算方法，其特征在于，所述步骤2)中通过所述降雨侵蚀力处理模块对所述图片中的雨量曲线进行坐标设置的详细步骤包括: A)通过所述降雨侵蚀力处理模块中的坐标工具模块，将所述坐标横轴和纵轴调整至一定长度，并使雨量纸时间刻度轴和坐标横轴平行； B)通过所述坐标工具模块调整和移动坐标，使其横轴和雨量纸下侧的零雨量线吻合后，选择图片锁定和解锁模块，将坐标和图片锁定即完成图片中的雨量曲线的坐标设置。
5.根据权利要求1所述的降雨侵蚀力的计算方法，其特征在于，所述降雨侵蚀力指标为R = EI30中所述E为一次降雨的总动能，所述I3tl为一次降雨过程中最大30分钟的雨强。
6.根据权利要求1所述的降雨侵蚀力的计算方法，其特征在于，所述步骤4)中通过所述降雨侵蚀力处理模块对所述不同时间间隔的降雨数据进行相关系数的转换具体包括: A)对于间隔时间小于5分钟的，不需要进行相关系数的转换，直接计算R= EI30 ; B)对于间隔时间大于5分钟的，则先计算相应时段的(E)P(I3tl)1^P(E)n(I3tl)n，再通过相应的系数转换得到E、I3tl以及R,其中，n = 5min、lOmin、15min、30min以及60min。
7.根据权利要求5所述的降雨侵蚀力的计算方法，其特征在于，所述降雨侵蚀力指标R= EI3tl中的E具体是根据
【文档编号】G01N17/00GK103994965SQ201410007111
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】谢云, 刘刚, 殷水清, 赵莹, 章文波 申请人:北京师范大学