遙感技術(shù)應(yīng)用于水土保持動態(tài)監(jiān)測的主要流程解析

陳樹華　吳國峰

摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的進步與推廣，遙感技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣，尤其是高空間分辨率的遙感衛(wèi)星影像的信息應(yīng)用已經(jīng)進入推廣化，高空間分辨率的遙感衛(wèi)星影像信息應(yīng)用在防止水土流失的動態(tài)監(jiān)測、水土保持的規(guī)劃治理方面已經(jīng)日趨完善。闡述了遙感動態(tài)水土保持監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的主要特點及其功能，并對遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的主要流程進行了解析，以供參考。

關(guān)鍵詞 遙感技術(shù)；水土保持；動態(tài)監(jiān)測；流程

中圖分類號 S157.1 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）04-0226-02

Abstract With the progress and popularization of science and technology，application scope of remote sensing technology is more and more widely，especially the application of remote sensing satellite image with high spatial resolution has been promoted.In dynamic monitoring of preventing soil erosion，planning and management of soil and water conservation，its application has become more and more perfect.The paper expounded the main features and functions of the remote sensing dynamic soil and water conservation monitoring technology，analyzed the main processes，in order to provide references.

Key words remote sensing technology；water and soil conservation；dynamic monitoring；process

遙感技術(shù)是一門新興現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，其應(yīng)用范圍越來越廣，尤其是對高空間分辨率的遙感衛(wèi)星影像信息的應(yīng)用已經(jīng)進入推廣化，高空間分辨率的遙感衛(wèi)星影像信息在防止水土流失的動態(tài)監(jiān)測、水土保持的規(guī)劃治理方面的應(yīng)用已經(jīng)日趨完善，其廣角宏觀、快速真實的優(yōu)勢是其他技術(shù)不可比擬的，已成為水土流失監(jiān)測的重要手段之一[1]。當(dāng)前，隨著遙感影像資源的不斷豐富、處理技術(shù)的日臻完善，影像覆蓋得快而廣，遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測任務(wù)中已經(jīng)越來越受到認(rèn)可和重視。

1 遙感動態(tài)水土保持監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的主要特點及功能

1.1 主要特點

遙感動態(tài)水土保持監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的主要特點：首先是方法靈活多樣，可以用目視判讀，也可以應(yīng)用計算機圖像處理，還可以把兩者結(jié)合起來綜合運用；其次是監(jiān)測的空間尺度極其廣闊，小至某一流域，大至一個省份甚至全國；最后是監(jiān)測的時間先后跨度大，短自一年或幾年的變化，長至數(shù)十年的變化。遙感影像主要應(yīng)用于監(jiān)測水土流失的先后變化，地方實施人工器械實施水土保持調(diào)查數(shù)據(jù)的真實度、準(zhǔn)確性，還有對水利系統(tǒng)水土保持規(guī)劃的執(zhí)行情況和進展情況進行有效真實的監(jiān)督，為生態(tài)環(huán)境建設(shè)決策提供科學(xué)依據(jù)[2]。

1.2 主要功能

遙感動態(tài)水保監(jiān)測的功能具體包括：面蝕程度監(jiān)視、溝蝕程度監(jiān)視，水文要素結(jié)構(gòu)監(jiān)視、水土流失成因數(shù)據(jù)集約與分析、未來水土流失危害程度預(yù)測，在此基礎(chǔ)上對水土保持的因素進行分析，主要有土壤種類劃分、土壤侵蝕類型劃分、侵蝕強度分類、地貌類型區(qū)劃、母巖類型區(qū)劃、植被蓋度分析、坡度屬性定性等。

2 遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的主要流程

2.1 遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的資料提取與收集方式

水土保持的實踐證明：水土保持、水土流失的發(fā)展變化其實是一個時空變化的過程，遙感動態(tài)水保監(jiān)測及評估必須根據(jù)目的的不同而采用各異的收集尺度?？偟恼f來，氣象衛(wèi)星影像的監(jiān)測具有時間分辨率極高、監(jiān)測范疇極大、數(shù)據(jù)處理費用較低的特性，不足之處是空間分辨率較低且所收集反映的信息是大范圍的地域混合。因此，氣象衛(wèi)星影像的監(jiān)測適用于大范圍、覆蓋率、傾斜坡度、地表組成物質(zhì)比較一致均勻的區(qū)域。與之相反的是，資源衛(wèi)星卻具有氣象衛(wèi)星不具備的特性，其波段多、時相多，具有極高的空間分辨率，可獲取收集更精確、更真實的地表特征與信息，為水土流失狀態(tài)信息提取、類比模型分析提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。其弱點是，對某一個地區(qū)的重復(fù)觀測周期較長，急需提取資料的關(guān)鍵時期難以得到所需的資料信息。因此，在水土保持實踐中，為了同時滿足水保監(jiān)測的時間分辨率、空間分辨率的要求，則需將不同來源的信息（遙感、非遙感）進行重組復(fù)合，可以大大提高水保監(jiān)測的數(shù)據(jù)源的精準(zhǔn)度、精確度[3]。

2.2 應(yīng)用遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)提取土壤侵蝕信息

遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用提取土壤侵蝕信息主要是以衛(wèi)星影像為主要信息來源，把1/10萬地形圖和1/25萬數(shù)字化地圖作為基本底圖，樣區(qū)調(diào)查以1/10 000和1/50 000地形圖為工作底圖，同時可以結(jié)合各種專業(yè)圖件（采用地質(zhì)、地貌、植被、土壤、土地利用等圖件）、水文氣象資料及其他統(tǒng)計資料，采用專業(yè)化遙感圖像處理技術(shù)、計算機輔助人機交互解譯技術(shù)、GIS空間分析技術(shù)等科技手段，同時將野外路線調(diào)查、典型樣方調(diào)查與建立解譯標(biāo)志結(jié)合起來，并利用多光譜、多源圖像處理技術(shù)及其專家的經(jīng)驗分析，達到對土壤侵蝕類型、土壤侵蝕級別、地表組成物質(zhì)匯集、水土保持分區(qū)、覆蓋率、坡度等土壤侵蝕信息進行客觀真實的提取。

2.3 應(yīng)用遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)提取土地利用變化信息

遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用主要是對不同時相土地信息的遙感數(shù)據(jù)進行組合、融合，用來提取土地利用的變化資源信息，同時與實地調(diào)查、變更詳查等數(shù)據(jù)進行比對，對監(jiān)測到的變化信息進行逐一核查，并對重點區(qū)域的土地圖斑進行逐個比對，非重點區(qū)域?qū)嵤┙y(tǒng)計比較的檢查方法，對提取的信息結(jié)果進行反復(fù)核查和修改，直到達到要求的精度為止。最終將生成的不同格式的水土流失專題數(shù)據(jù)報表，經(jīng)過統(tǒng)計分析來預(yù)測未來一個時期內(nèi)水土流失變化動向[4]。

3 遙感動態(tài)水保監(jiān)測應(yīng)用的精度評定與監(jiān)測結(jié)果分析

遙感動態(tài)水保監(jiān)測精準(zhǔn)度的高低是衡量水保監(jiān)測科學(xué)性的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，其中監(jiān)測技術(shù)方法、信息來源是監(jiān)測精準(zhǔn)度高低的兩大主要因素。在實測過程中，要應(yīng)用最新最近的土地利用現(xiàn)狀圖和應(yīng)用器進行實地實測，對于面積較小的試驗區(qū)域，要同時針對5個像元以上的變化信息圖斑逐一進行檢查并實施精準(zhǔn)定位；對于面積較大的監(jiān)控區(qū)域，要實施抽樣核查，然后對動態(tài)變化圖斑的屬性、面積大小、精度比較等數(shù)據(jù)進行客觀統(tǒng)計。遙感動態(tài)水保監(jiān)測是充分利用了遙感的多傳感器、多時相的特性，對不同時相在同一區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)進行變化信息的收集與提取。遙感監(jiān)測的時相周期性和變化連續(xù)性為動態(tài)水保監(jiān)測提供了基礎(chǔ)性的條件。利用周期內(nèi)收集的實時遙感圖像，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕強度的年度變化進行真實客觀監(jiān)測，最后得出土壤侵蝕總量、年周期變化趨勢、植被覆蓋率動態(tài)變化、工程措施治理的效果、生物措施治理的效果，最終用此結(jié)果對某一區(qū)域的水土流失程度、生態(tài)環(huán)境惡化程度提出警戒或劃出紅線。

4 應(yīng)用遙感動態(tài)水保監(jiān)測的意義

應(yīng)用遙感動態(tài)水保監(jiān)測新技術(shù)，對水土保持進行真實的動態(tài)監(jiān)測，利用已經(jīng)貯存的土地利用數(shù)據(jù)、水保監(jiān)測數(shù)據(jù)及圖件、近期衛(wèi)星遙感信息，在GPS和GIS的雙重支持下，對水土保持、水土流失進行有效的動態(tài)監(jiān)測，準(zhǔn)確掌握水土保持的最新動態(tài)變化，將空間遙感數(shù)據(jù)、其他測量數(shù)據(jù)進行比對和綜合，大幅度提高了遙感技術(shù)在水土保持信息化應(yīng)用中的高度，為政府制定水土保持治理政策、各級領(lǐng)導(dǎo)宏觀決策、水土流失監(jiān)督執(zhí)法、完善水土保持規(guī)劃、提出水土流失治理等提供科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)，是水土保持工程由傳統(tǒng)向現(xiàn)代轉(zhuǎn)變的重要舉措。

5 參考文獻

[1] 張新玉，楊元輝.我國水土保持小流域綜合治理模式研究[J].水土保持特刊，2011（12）：58-61.

[2] 董敏，李海寬，于亞文.地面遙感監(jiān)測系統(tǒng)在水土保持監(jiān)測中的應(yīng)用初探[J].水土保持研究，2004，11（2）：63-64.

[3] 郭索彥.關(guān)于水土保持動態(tài)監(jiān)測的總體設(shè)想[C]//全國第一屆水土保持學(xué)術(shù)研討會論文集.北京：水利出版社，2002.

[4] 郭玉濤，張生德.遙感技術(shù)應(yīng)用于水土保持監(jiān)測[J].中國水利，2004（7）：59-60.