论文部分内容阅读
摘要：随着我国国民经济的飞速发展，各行各业也随之得到了长足的进步，然而很多行业的快速发展却是以牺牲生态环境为代价的。因此，现阶段我国越来越重视对生态环境的保护工作，经济发展的立足点和根本点都应是生态环境保护工作，对生态环境保护工作的投入力度应不断提高，这样才能营造一个更加良好的生态环境。水土流失对我国的经济发展、自然发展和生态平衡都是有着决定性的影响的，在可持续发展的新形势下，水土保持的综合治理工作变得尤为重要并且也出现了更多的形式。本文主要讲述现代空间信息技术在我国水土保持方面的应用。
关键词：水土保持;遥感技术;地理信息系统;全球定位系统
根据我国水利普查显示，目前我国水土流失面积为294.91万平方公里，占国土总面积的31.54%。根据上述调查可看出，我国水土流失较为严重，并且导致了一系列问题的产生，例如，土地退化严重、生态恶化、泥沙淤积、水资源无法有效利用等，这些问题的发生会造成一系列的后果：洪涝灾害加剧，耕地面积减少，生态环境进一步恶化，人类发展遭到严重威胁。因此，我国现在的重中之重就是积极主动开展相应的水土保持工作，同时在此过程中需要不断进行水土流失的监控、检测以及管理。目前，预防和防治水土流失最重要的措施就是水土保持，它是治理江河、根除水患的治本之策。目前使用的传统技术不仅耗力、耗资，而且也很难获取观测资料数据。因此随着遥感、地理信息系统及全球定位系统等空间技术和计算机通讯网络技术的日益发展和实用化，现代空间技术已成为当今主流，并且已经广泛应用到我国水土保持方面。
1 现代空间信息技术在水土保持中的应用概况
目前由于我国水土流失问题的复杂性及水土保持任务的艰难性，已将现代空间信息技术（遥感、地理信息系统、全球定位系统）应用到水土保持领域方面，主要表现在以下几方面。
1.1 国家和区域土壤侵蚀遥感调查
从我国20世纪70年代起，遥感技术就在不断发展，并且主要信息源一直都是航空航天等一些多层次的遥感资源，同时依据不同大小尺寸对全国各地的大江大河、小流域及水土流失严重的区域进行遥感调查，并且通过调查结果制作出大量的遥感图件，建立了不同层次的视图流失与综合治理信息系统，这样不仅可以为政府提供决策依据，而且还加快了当地水土保持现代化和信息化的进程。
1.2 基于地理信息系统（GIS）的土壤侵蚀评价与制图研究
相关研究者在小流域、区域等层次的基础上，利用遥感技术结合GIS技术进行制图，同时对土地侵蚀评价和空间分布特征方面进行研究。如何在晋陕蒙脆弱生态系统中建立空间数据库主要采用1∶10万比例尺，以60米×60米网格数据和土地利用图作为信息源，建成最终的空间数据库。陕北黄土丘陵区纸坊沟流域，通过土地侵蚀定量评价模型与GIS系统ARC/INFO的集成，进而研究小流域土壤侵蚀空间变化的定量分析。
1.3 小流域土壤侵蚀与水土保持信息系统
其是由1∶5000～1∶10000比例尺作为信息源基础，并且服务对象是基层和总面积为10平方公里左右的小流域进行资源开发、土地利用、水土保持等规划项目，进而使得小流域治理和定位实验更具有科学性。该系统采用的是图像航摄彩红外资料和土地系統制图资料及试验观测资料等，经过多层处理后提供资源清查及评价等服务项目。
2 现代空间技术在我国水土保持中的应用
近代，遥感、地理信息系统和全球定位系统已广泛应用到我国水土保持种，下面是对3项技术的具体分析。
2.1 遥感技术（UAV-R）在我国水土保持中的应用
自20世纪80年代初，我国水利行业就引入了遥感技术。何为遥感？遥感是一种利用地物电磁波反射与吸收特性的不同来探测分析地表形态与特征信息的技术手段。该手段广泛运用到我国土地资源调查、洪涝灾害检测与灾情评估、林业资源调查、水土流失检测、环境检测与灾害损失评估、农作物估产等方面。
2.1.1 水土保持方案编制 随着我国改革的不断发展，对水土保持方案的编制要求也越来越高，比如项目概括介绍、弃渣场选址的合理性等方面。但是传统技术已无法做到这些要求，此时遥感技术的发展显得十分重要。遥感技术打破了传统技术，编制人员可以通过遥感影响和解译数据，并且可以准确快速地掌握建设项目区概况，及时找到项目建设区的水土流失范围，科学地设置水土保持分区、合理地布设水土保持防治工程措施。该技术的发展可完全替代传统技术用数码相机、笔记本和测量工具进行现场查看，并且工作量少、数据获取简单，更适合技术人员使用。
2.1.2 水土保持监测 水土保持工作属于水土保持监测的重要组成部分，也是预防和治理水土流失问题的重要基础。但目前传统的检测方式，主要以人工调查为主，现场勘查为辅，逐一去测量和定位，同时结合相关材料进行评估，得出的结果会受到人为干预的影响，最终导致水土保持监测出现众多问题。例如，效率低、经准确差等，所以传统方法根本无法满足当今水土保持信息化发展监测的准确性、完整性及时效性。但是卫星遥感技术的出现，解决了传统检测方法上存在的问题，并且可以更好地反映水土流失与防治的情况。
2.2 地理信息系统在我国水土保持中的应用
在我国20世纪60年代时，地理信息系统就开始迅速发展起来。该系统的产生，可为我国提供多种空间和动态的地理信息，也可为我国水体环境脆弱的地区进行土壤评估检测。可以运用地理信息系统技术，治理我国黄土高原土地流失问题，首先探测黄土高原的土壤问题，其次第一时间对土壤侵蚀进行定量评估，最后及时找出问题，马上进行处理。
2.3 全球定位系统（GPS）在我国水土保持中的应用
传统水利向现代水利转变的必由之路是GPS技术的进一步发展。该技术的不断发展，可加快水土保持生态建设速度、提高建设质量以及增加科技含量。由于GPS技术具有高精准度和自动测量等优点，被广泛应用到我国水土保持工程及水土流失动态监测等方面。
2.3.1 在水土保持工程建设中的应用 目前，我国水土保持工作已与GPS定位技术有效的结合起来，并且可以应用到工程的监理监测、规划设计及施工放样等方面。首先观测出工程建设区地形地貌特征点的坐标数据，其次根据这些数据，准确算出各点坐标，并利用相关软件编制成数字地面模板，最后由计算机辅助设计软件完成工程设计。通过上述描述的使用过程，此技术不仅自动化程度高，而且还可以对设计结果进行合理修改，并且设计资料利于计算机管理和工程竣工验收。在水土保持工程施工放样中，传统方法是使用经纬仪、水准仪、皮尺等工具进行测量，这些工具不仅操作复杂，需要工作人员有一定的操作经验，而且测量出的结果精准度较差。我国用GPS定位系统技术代替了原有技术，该技术是先把基站安置在一已知点上，预先将待定点坐标输入流动站手簿，手持GPS流动站天线，按手簿上提示的方向寻找，很快就可找到待定坐标。目前GPS定位系统技术精准度越来越高，而且手持GPS价格便宜，一般基层水利水电部门都可以承担得起。
2.3.2 在水土流失动态监测中的应用 GPS技术可有效监测出水土流失引起的沟缘线、沟底线等部位，并且可实时进行动态定位处理，把GPS的基站放在已建立控制网的某已知点上，流动站沿沟缘线、沟底线等连续采集点的坐标，绘制出三位曲线。定期监测并比较变化情况，若用计算机处理，可以求初比较确切的变化量。
3 结语
虽然我国水土流失问题较为严重，但是我国已将现代现代空间信息技术完美的运用到水土保持工作中，并通过遥感技术、地理信息技术、GPS技术，充分分析和评估土壤质量，解决水土问题。在以后的水土保持工作中，我们需要更好的运用现代空间信息技术，建立国家水土保持信息数据库，及时对区域水土流失进行快速调查，最大化降低损失。
关键词：水土保持;遥感技术;地理信息系统;全球定位系统
根据我国水利普查显示，目前我国水土流失面积为294.91万平方公里，占国土总面积的31.54%。根据上述调查可看出，我国水土流失较为严重，并且导致了一系列问题的产生，例如，土地退化严重、生态恶化、泥沙淤积、水资源无法有效利用等，这些问题的发生会造成一系列的后果：洪涝灾害加剧，耕地面积减少，生态环境进一步恶化，人类发展遭到严重威胁。因此，我国现在的重中之重就是积极主动开展相应的水土保持工作，同时在此过程中需要不断进行水土流失的监控、检测以及管理。目前，预防和防治水土流失最重要的措施就是水土保持，它是治理江河、根除水患的治本之策。目前使用的传统技术不仅耗力、耗资，而且也很难获取观测资料数据。因此随着遥感、地理信息系统及全球定位系统等空间技术和计算机通讯网络技术的日益发展和实用化，现代空间技术已成为当今主流，并且已经广泛应用到我国水土保持方面。
1 现代空间信息技术在水土保持中的应用概况
目前由于我国水土流失问题的复杂性及水土保持任务的艰难性，已将现代空间信息技术（遥感、地理信息系统、全球定位系统）应用到水土保持领域方面，主要表现在以下几方面。
1.1 国家和区域土壤侵蚀遥感调查
从我国20世纪70年代起，遥感技术就在不断发展，并且主要信息源一直都是航空航天等一些多层次的遥感资源，同时依据不同大小尺寸对全国各地的大江大河、小流域及水土流失严重的区域进行遥感调查，并且通过调查结果制作出大量的遥感图件，建立了不同层次的视图流失与综合治理信息系统，这样不仅可以为政府提供决策依据，而且还加快了当地水土保持现代化和信息化的进程。
1.2 基于地理信息系统（GIS）的土壤侵蚀评价与制图研究
相关研究者在小流域、区域等层次的基础上，利用遥感技术结合GIS技术进行制图，同时对土地侵蚀评价和空间分布特征方面进行研究。如何在晋陕蒙脆弱生态系统中建立空间数据库主要采用1∶10万比例尺，以60米×60米网格数据和土地利用图作为信息源，建成最终的空间数据库。陕北黄土丘陵区纸坊沟流域，通过土地侵蚀定量评价模型与GIS系统ARC/INFO的集成，进而研究小流域土壤侵蚀空间变化的定量分析。
1.3 小流域土壤侵蚀与水土保持信息系统
其是由1∶5000～1∶10000比例尺作为信息源基础，并且服务对象是基层和总面积为10平方公里左右的小流域进行资源开发、土地利用、水土保持等规划项目，进而使得小流域治理和定位实验更具有科学性。该系统采用的是图像航摄彩红外资料和土地系統制图资料及试验观测资料等，经过多层处理后提供资源清查及评价等服务项目。
2 现代空间技术在我国水土保持中的应用
近代，遥感、地理信息系统和全球定位系统已广泛应用到我国水土保持种，下面是对3项技术的具体分析。
2.1 遥感技术（UAV-R）在我国水土保持中的应用
自20世纪80年代初，我国水利行业就引入了遥感技术。何为遥感？遥感是一种利用地物电磁波反射与吸收特性的不同来探测分析地表形态与特征信息的技术手段。该手段广泛运用到我国土地资源调查、洪涝灾害检测与灾情评估、林业资源调查、水土流失检测、环境检测与灾害损失评估、农作物估产等方面。
2.1.1 水土保持方案编制 随着我国改革的不断发展，对水土保持方案的编制要求也越来越高，比如项目概括介绍、弃渣场选址的合理性等方面。但是传统技术已无法做到这些要求，此时遥感技术的发展显得十分重要。遥感技术打破了传统技术，编制人员可以通过遥感影响和解译数据，并且可以准确快速地掌握建设项目区概况，及时找到项目建设区的水土流失范围，科学地设置水土保持分区、合理地布设水土保持防治工程措施。该技术的发展可完全替代传统技术用数码相机、笔记本和测量工具进行现场查看，并且工作量少、数据获取简单，更适合技术人员使用。
2.1.2 水土保持监测 水土保持工作属于水土保持监测的重要组成部分，也是预防和治理水土流失问题的重要基础。但目前传统的检测方式，主要以人工调查为主，现场勘查为辅，逐一去测量和定位，同时结合相关材料进行评估，得出的结果会受到人为干预的影响，最终导致水土保持监测出现众多问题。例如，效率低、经准确差等，所以传统方法根本无法满足当今水土保持信息化发展监测的准确性、完整性及时效性。但是卫星遥感技术的出现，解决了传统检测方法上存在的问题，并且可以更好地反映水土流失与防治的情况。
2.2 地理信息系统在我国水土保持中的应用
在我国20世纪60年代时，地理信息系统就开始迅速发展起来。该系统的产生，可为我国提供多种空间和动态的地理信息，也可为我国水体环境脆弱的地区进行土壤评估检测。可以运用地理信息系统技术，治理我国黄土高原土地流失问题，首先探测黄土高原的土壤问题，其次第一时间对土壤侵蚀进行定量评估，最后及时找出问题，马上进行处理。
2.3 全球定位系统（GPS）在我国水土保持中的应用
传统水利向现代水利转变的必由之路是GPS技术的进一步发展。该技术的不断发展，可加快水土保持生态建设速度、提高建设质量以及增加科技含量。由于GPS技术具有高精准度和自动测量等优点，被广泛应用到我国水土保持工程及水土流失动态监测等方面。
2.3.1 在水土保持工程建设中的应用 目前，我国水土保持工作已与GPS定位技术有效的结合起来，并且可以应用到工程的监理监测、规划设计及施工放样等方面。首先观测出工程建设区地形地貌特征点的坐标数据，其次根据这些数据，准确算出各点坐标，并利用相关软件编制成数字地面模板，最后由计算机辅助设计软件完成工程设计。通过上述描述的使用过程，此技术不仅自动化程度高，而且还可以对设计结果进行合理修改，并且设计资料利于计算机管理和工程竣工验收。在水土保持工程施工放样中，传统方法是使用经纬仪、水准仪、皮尺等工具进行测量，这些工具不仅操作复杂，需要工作人员有一定的操作经验，而且测量出的结果精准度较差。我国用GPS定位系统技术代替了原有技术，该技术是先把基站安置在一已知点上，预先将待定点坐标输入流动站手簿，手持GPS流动站天线，按手簿上提示的方向寻找，很快就可找到待定坐标。目前GPS定位系统技术精准度越来越高，而且手持GPS价格便宜，一般基层水利水电部门都可以承担得起。
2.3.2 在水土流失动态监测中的应用 GPS技术可有效监测出水土流失引起的沟缘线、沟底线等部位，并且可实时进行动态定位处理，把GPS的基站放在已建立控制网的某已知点上，流动站沿沟缘线、沟底线等连续采集点的坐标，绘制出三位曲线。定期监测并比较变化情况，若用计算机处理，可以求初比较确切的变化量。
3 结语
虽然我国水土流失问题较为严重，但是我国已将现代现代空间信息技术完美的运用到水土保持工作中，并通过遥感技术、地理信息技术、GPS技术，充分分析和评估土壤质量，解决水土问题。在以后的水土保持工作中，我们需要更好的运用现代空间信息技术，建立国家水土保持信息数据库，及时对区域水土流失进行快速调查，最大化降低损失。