黄土浅沟作为细沟发展为切沟的过渡类型,在沟道侵蚀系统中具有特殊意义,具有较强的潜在危害,是黄土高原水土流失的重要因素之一。对黄土浅沟的有效监测是进行水土保持工作的前提。针对目前面向大范围尺度的浅沟自动快速监测方法的缺乏,以及对浅沟宏观分布特征及其区域差异性认知的不足,本文以高分辨率遥感影像和DEM为数据源,提出了基于DEM浅沟坡面的提取方法和基于遥感影像定向检测的浅沟自动化识别方法,实现了四个典型样区的浅沟自动提取。通过对浅沟的形态特征、空间分布规律以及影响因素分析,深化了对丘陵沟壑区浅沟分布特征的认识。论文主要研究内容及成果如下:(1)黄土浅沟自动提取方法研究针对浅沟在遥感影像中呈现弱信息而难以被有效识别的问题,提出了在浅沟坡面分割基础上的浅沟自动识别方法。浅沟坡面的有效分割去除了浅沟所在坡面外的其他复杂沟谷区域,为浅沟的自动识别奠定了基础。针对坡面分割中的的关键问题,本文提出了基于DEM光照模型的沟沿线的提取方法,实验结果显示,该方法具有速度快、精度高、适用性强的特点。基于浅沟坡面分割结果,在分析浅沟在遥感影像上的光谱、纹理与分布特点的基础上,提出了基于定向边缘检测的浅沟提取方法,通过边缘检测、定向链接和编码等系列流程,实现了黄土浅沟自动化提取。四个样区实验结果显示,该算法的提取精度为56%-86%,基本可满足黄土浅沟自动化提取的需要。(2)黄土浅沟特征分析研究在黄土浅沟提取的基础上,设计了反映浅沟特征的指标及基于DEM的计算方法。通过对四个典型样区的实验,获得了浅沟的系列特征,结合土壤侵蚀强度、沟谷发育过程及影响因素等方面的综合分析,得到了黄土丘陵沟壑区的浅沟特征的如下结论:浅沟长度一般为38-50米,发育的坡度介于19°-27°,分布的平均间距为15米左右,浅沟侵蚀的临界坡度为20°左右。浅沟分布具有明显的坡向选择性,阴坡发育的浅沟是阳坡的2-3倍。当土壤侵蚀强度增大时,越来越多的浅沟被切沟所取代,在沟谷系统中的比例和作用也逐渐减少。浅沟数量、长度、密度等特征在空间上表现为由东向西逐渐递增的趋势。