利用近程遥感测定水力粗糙度

摘要： 本研究旨在通过运动恢复结构技术构建超高分辨率地表模型，进而建立曼宁糙率系数n的获取方法。鉴于水力粗糙度是物理侵蚀模型的关键参数，开发实用的现场测量技术具有重要价值。数据采集工作在德国南部莱因巴赫山谷、德国东部萨克森州及巴西中部的多个农业场地开展，通过人工径流实验模拟细沟与细沟间侵蚀条件。为验证研究结果，采用彩色示踪剂测定水流速度，并通过重建土壤表面与最佳拟合线的距离推算粒径。测试了D50至D90等多个粒径指标，其中D90与示踪实验及摄影测量数据的相关性最佳。研究对比了标准差、随机粗糙度、Garbrecht's n和D90等多种粗糙度参数，发现采用非线性S型函数结合D90参数时，粒径与水力粗糙度的匹配度最优，其效果优于Garbrecht方程及传统统计参数。