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摘要坡面土壤侵蝕量空間分布的確定是土壤侵蝕研究中的一個重要問題。采用人工模擬降雨實驗法，通過90mm／h、105mm／h兩個不同的雨強，在坡溝系統實體模型上用HDS3000激光掃描儀，對坡溝系統實體模型的侵蝕產沙狀況進行了研究。結果表明，HDS3000掃描儀法不僅能達到高精度測量計算坡面土壤侵蝕量的目的，且能清晰再現坡面侵蝕前后形態變化，生成高精度DEM，直觀的反映坡面各不同空間部位的侵蝕量大小，且測量精度較傳統的侵蝕溝測量計算法得到的坡面侵蝕量精度有大幅度提高，是一種較好的實用的坡面侵蝕量空間分布研究方法。
關鍵詞 HDS3000激光掃描儀 坡面侵蝕 高精度
土壤侵蝕實驗技術手段經過近一個世紀的發展，已經有了很大改觀，目前，常用的坡面侵蝕量測定方法有填土法、侵蝕溝體積量算法、核素示蹤法、攝影測量法等。近年來，隨著土壤侵蝕研究的逐步深入，土壤侵蝕過程實時動態高精度監測已越來越受到人們的重視。利用精密測量技術對被侵蝕土壤形態的微觀變化過程進行高精度、實時監測，從形態變化的角度來研究探討水土流失規律，已成為水土流失實驗研究的重要方向之一。過去種種精密測量設備往往一般只適宜于單點觀測，信息量少，速度慢，不能滿足實時、動態監測的要求。所謂對形態的分析也只能處在定性意義上而沒有真正做到定量化。研究者們曾嘗試用地面立體攝影測量方法來觀測地面的侵蝕形態，測繪等值線圖，計算體積變化；用高速攝影機捕捉運動的雨滴擊打土壤表面的過程來計算侵蝕量等，結果所提供的數據往往十分粗糙，很難達到高精度、實時、動態觀測的指標要求。20世紀90年代中期出現的三維激光掃描技術，被視為繼GPS空間定位系統之后又一項測繪技術新突破。由于三維激光掃描技術具有傳統設備不可比擬的高效率及高精度，在工程測量領域逐漸得到越來越多的關注。1999年三維激光掃描技術率先被用于城市建筑物測量領域，隨后被廣泛應用于市政工程、地形測量、醫學、文物考古、機械設計等自然科學領域。2000年激光掃描技術引入中國，但受技術所限并未得到足夠的重視和發展，2005年才有文獻介紹三維激光掃描系統，且仍主要應用于工程研究領域，如地形測量和高邊坡變形監測領域。由于三維激光掃描技術是通過發射三維激光束來探測掃描地物，獲取被測物體的幾何特征信息，其可移動式的工作模式和高精度、多樣化的數字成果，為動態觀測研究土壤侵蝕過程提供了一種全新的技術手段。本文就以徠卡公司生產的HDS3000為例，從土壤侵蝕形態變化過程的角度研究土壤侵蝕量的空間變化規律，探討其在土壤侵蝕研究領域中的應用情況，以期推動土壤侵蝕實驗手段的發展。
1 實驗方法與數據處理
1.1 實驗方法
實驗方法為人工模擬降雨法。研究對象為坡一溝系統實體模型（見圖1）。坡一溝系統實體模型設計時從上到下共設計有5個坡度，分別為5°、10°、15°、20°、30°，每種坡度對應的坡長為1m、2m、2m、3m、5m，模型凈寬度設計為3.0m。
