1、黃土高原因其獨特的地貌形態(tài)和氣候特征，成為我國土壤侵蝕最嚴(yán)重的區(qū)域之一。溝谷侵蝕作為土壤侵蝕的常見類型之一，是黃土高原水土流失的主要原因，對黃土高原的地形塑造起著重要作用。前人從溝谷侵蝕的產(chǎn)生機理、影響因子、發(fā)育過程監(jiān)測、侵蝕產(chǎn)沙預(yù)報模型等多個方面對溝谷侵蝕進行了較為全面的研究，但由于研究方法和技術(shù)手段的限制，對溝谷侵蝕時空過程的研究較少。地理元胞自動機（Geographical Cellular Automate，GeoCA）具有鮮明

2、的時空耦合特征，適合地理空間系統(tǒng)的動態(tài)過程模擬，初步的研究表明地理元胞自動機可以較好地模擬黃土小流域的溝谷發(fā)育過程。
　　本研究針對溝谷的水蝕過程進行模擬，以溝谷水力侵蝕過程作為研究的理論基礎(chǔ)，結(jié)合地理元胞自動機的方法，采用模擬小流域為實驗數(shù)據(jù)，制定以動力學(xué)公式為主的轉(zhuǎn)換規(guī)則，構(gòu)建基于GeoCA的黃土模擬小流域溝谷水蝕模型。在此基礎(chǔ)上，模擬并分析小流域的溝谷水蝕過程，以具體實例論證模型的有效性和模擬精度，并與現(xiàn)有研究方法進行對比。

3、
　　論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.構(gòu)建基于GeoCA的黃土模擬小流域溝谷水蝕模型
　　本研究以溝谷水蝕過程與地理元胞自動機的基本理論為基礎(chǔ)，設(shè)計以溝谷水蝕物理模型為基礎(chǔ)的GeoCA轉(zhuǎn)換規(guī)則，模型構(gòu)建過程中轉(zhuǎn)換規(guī)則的數(shù)學(xué)模型和表達方式為研究重點。依據(jù)DEM的匯流特征，模型僅考慮地面徑流對侵蝕過程的影響;根據(jù)侵蝕強度的差異性，將溝谷水蝕過程劃分為坡面侵蝕過程和溝谷侵蝕過程;鑒于溝谷水蝕過程的復(fù)雜性，模型將水蝕過

4、程中的下切侵蝕過程坐為主要模擬過程。在此基礎(chǔ)上，闡述模型的具體實現(xiàn)步驟，設(shè)計并實現(xiàn)基于GeoCA的黃土模擬小流域溝谷水蝕模型的算法。
　　2.溝谷水蝕模型的動態(tài)過程模擬
　　本研究以模擬小流域為實驗數(shù)據(jù)進行溝谷水蝕模型的過程模擬，實驗分為單期黃土小流域侵蝕過程模擬和多期黃土小流域侵蝕過程模擬，并對多期模擬結(jié)果與實測結(jié)果的進行對比分析。模擬結(jié)果表明，溝谷的形狀不隨侵蝕過程發(fā)生明顯變化，高程值持續(xù)不斷下降的趨勢。誤差主要集中在溝

5、沿線附近，是模型未考慮橫向侵蝕和溯源侵蝕過程所導(dǎo)致。
　　3.溝谷水蝕模型結(jié)果的驗證
　　本研究為驗證模型的模擬能力，將模擬結(jié)果與實測結(jié)果、數(shù)據(jù)挖掘溝谷模型的模擬結(jié)果進行對比。驗證結(jié)果表明，模型模擬的溝長、溝寬、溝深與實測結(jié)果的誤差均小于30％，發(fā)育程度和侵蝕體積均小于實測結(jié)果。相較于數(shù)據(jù)挖掘溝谷模型的模擬結(jié)果，本研究的模擬結(jié)果精度更高，在高程的變化方面更加接近侵蝕過程。
　　綜上，本研究在溝谷水力侵蝕研究的理論基礎(chǔ)上