重力侵蚀是黄土高原地区一种重要的侵蚀类型,对黄土高原区域地质灾害发生、水土流失、泥沙迁移等有着巨大的作用。本文首先分析了诸多研究者在黄土高原暴雨、重力侵蚀模拟、重力侵蚀机理等方面取得的研究成果。并根据黄土高原独特的地理环境,通过对研究区域内自然状况调查分析,结合相关文献资料的理论与方法,建立了重力侵蚀降雨模拟体系。然后利用降雨模拟系统、地貌仪等设备与技术,以降雨强度、降雨历时、坡度、坡高等作为影响因子,深入剖析重力侵蚀过程,并对降雨模拟侵蚀过程、产流产沙过程等内容开展全方位观测。结合试验观测数据,得出如下主要成果：(1)提出了重力侵蚀破坏面形态观测方法,并设计了破坏面形态观测装置对侵蚀破坏面进行观测。将破坏面形态划分为直线型、凸弧型、上凹弧型、下凹弧型共四种类型。四种类型破坏面侵蚀过程中呈现不同的比例,上凹弧型破坏面无论是在发生频次还是侵蚀规模方面均呈现出很大比例。直线型发生频次较高,但侵蚀规模较小。凸弧型破坏面发生次数最少,但有时却对应超大规模重力侵蚀事件。各组地形下凹圆弧型侵蚀破坏面出现次数以及对应侵蚀量占总侵蚀量比例最稳定,大、中、小规模均有分布。(2)分析了降雨强度、降雨历时、降雨量对重力侵蚀过程的影响。降雨强度对重力侵蚀过程影响明显,0.8mm/min与2.0mm/min雨强条件下,重力侵蚀特性及规模不同,并对应不同降雨入渗、产汇流过程。雨强较小时,大规模侵蚀事件显著,并以较大规模侵蚀事件作为地形破坏的开端。降雨历时在地形发育前期对重力侵蚀过程影响明显,并随着地形逐步发育影响效果逐渐减小。重力侵蚀与降雨量不呈现单纯的比例关系,其受雨强与降雨量共同影响。(3)对“MX-2010-G”型地貌仪进行了改造与升级。引入云台观测系统、便捷拆卸装置及垂直验证装置,使地貌仪操作更便捷,同时大幅度提升地貌仪的适用性,可在保证观测角度与激光平面垂直的情况下遴选出合适的观测位置。(4)针对地貌观测中镜头畸变问题,提出一种基于ArcGIS的相机畸变误差校正的方法,通过两张图像之间的对应关系进行相机畸变差自动校正,它可以在不预知相机的内外方位元素条件下进行相机畸变差求解和三维重建。经试验验证该方法具有很好的校正效果,同时分析控制点布设密度、镜头焦距对校正效果的影响。