Soil Erosion Analysis in a Small Forested Catchment Supported by ArcGIS Model Builder

- To implement the analysis of soil erosion with the USLE in a GIS environment, a new workflow has been developed with the ArcGIS Model Builder. The aim of this four-part framework is to accelerate data processing and to ensure comparability of soil erosion risk maps. The first submodel generates the stream network with connected catchments, computes slope conditions and the LS factor in USLE based on the DEM. The second submodel integrates stream lines, roads, catchment boundaries, land cover, land use, and soil maps. This combined dataset is the basis for the preparation of other USLE-factors. The third submodel estimates soil loss, and creates zonal statistics of soil erosion. The fourth submodel classifies soil loss into categories enabling the comparison of modelled and observed soil erosion. The framework was applied in a small forested catchment in Hungary. Although there is significant deviation between the erosion of different land covers, the predicted specific soil loss does not increase above the tolerance limit in any area unit. The predicted surface soil erosion in forest subcompartments mostly depends on the slope conditions. - Talajeróziós elemzések egy erdősült kisvízgyűjtőn az ArcGIS Model Builder segítségével. A tanulmány egy új munkafolyamatot mutat be, amely az Általános Talajvesztési Egyenlet (USLE) térinformatikai környezetben való alkalmazását könnyíti meg. Az ArcGIS Model Builder-ben létrehozott négyrészes keretrendszer meggyorsítja az adatfeldolgozást és biztosítja a talajeróziós térképek összehasonlíthatóságát. Az első modul - a digitális domborzatmodellből kiindulva - előállítja a lefolyáshálózatot és a kapcsolódó vízgyűjtőket, megadja a lejtőadottságokat és az USLE LS faktorát. A második modul egyesíti a lefolyáshálózatot, az utakat, a vízgyűjtőhatárt, a felszínborítást, a területhasználatot és a talajtérképet tartalmazó vektoros rétegeket. Ez az egyesített adatbázis az alapja a többi USLE-tényező előkészítésének. A harmadik modul kiszámolja a talajveszteséget, és területi statisztikákat képez a talajerózióhoz táblázatos és térképi formában. A negyedik modul vektoros talajveszteségi térképeket konvertál, ahol az egyes poligonok megegyeznek az egyes talajveszteségi osztályokkal. Így lehetővé válik a modellezett és a terepen felmért talajerózió összehasonlítása. A keretrendszert egy hazai erdősült kisvízgyűjtőn alkalmaztuk. Habár jelentős eltérést tapasztaltunk a különböző talajborítású területek eróziója között, a megengedett ta