自動(dòng)化信息技術(shù)在水土保持監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

張成

【摘要】 水土保持監(jiān)測(cè)是指對(duì)水土流失及其治理動(dòng)態(tài)實(shí)施監(jiān)測(cè)，并通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)水土流失危害及其治理成效的過(guò)程。本文介紹了水土保持信息化概況，結(jié)合青島市水土保持監(jiān)測(cè)平臺(tái)分析了自動(dòng)化信息技術(shù)在水土保持監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用，簡(jiǎn)述了3S技術(shù)在未來(lái)水土保持信息化建設(shè)中的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】 水土保持 自動(dòng)化信息技術(shù) 3S技術(shù)

一、水土保持信息化概況

水土保持信息化是指運(yùn)用自動(dòng)化信息技術(shù)，對(duì)水土保持相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)、分析，最終得出水土保持解決策略的過(guò)程?，F(xiàn)階段，我國(guó)水土保持信息化建設(shè)已初見成效，信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，建立了較為完整的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系。然而，在數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)共享、策略制定等后期數(shù)據(jù)分析處理領(lǐng)域相對(duì)滯后。水利部印發(fā)的《全國(guó)水土保持信息化規(guī)劃（2013～2020年）》中提出，水土保持信息化建設(shè)的總目標(biāo)為：到2020年，初步建成覆蓋全國(guó)各級(jí)水土保持部門的數(shù)據(jù)采集、傳輸、交換和發(fā)布體系，建成國(guó)家、流域和省三級(jí)水土保持?jǐn)?shù)據(jù)中心，形成上下貫通、完善高效的全國(guó)水土保持信息化基礎(chǔ)平臺(tái)。由此可見，建設(shè)具備數(shù)據(jù)共享、策略分析、公眾信息服務(wù)功能的現(xiàn)代化水土保持監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是水土保持信息化建設(shè)的主要方向?！?/p>

二、自動(dòng)化信息技術(shù)的具體應(yīng)用

青島市水土保持監(jiān)測(cè)系統(tǒng)共包含五個(gè)水土保持監(jiān)測(cè)子站，分別位于青島市轄區(qū)內(nèi)的五個(gè)不同區(qū)市，監(jiān)測(cè)中心設(shè)置在青島市水利局西海岸供水管理處。本系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、平臺(tái)軟件及服務(wù)器系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)三大部分。

1、數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分布在五個(gè)水土保持子站，通過(guò)就地傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。主要包括土壤溫濕鹽傳感器、降雨量傳感器、氣象傳感器，分別對(duì)徑流小區(qū)內(nèi)的溫濕度、電導(dǎo)率、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向等水土保持?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，通過(guò)水土保持子站內(nèi)的RTU（遠(yuǎn)程終端控制模塊）對(duì)傳感器采集的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至水土保持監(jiān)測(cè)中心，進(jìn)行下一步的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析。

3、平臺(tái)軟件及服務(wù)器系統(tǒng)。本部分主要包含水土保持監(jiān)測(cè)平臺(tái)組態(tài)軟件和數(shù)據(jù)服務(wù)器。組態(tài)軟件提供整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的人機(jī)交互界面，主要包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線、數(shù)據(jù)表格四個(gè)界面。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)界面將數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)顯示在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)子畫面中，監(jiān)測(cè)五個(gè)水保子站徑流小區(qū)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。歷史數(shù)據(jù)界面依托于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，將服務(wù)器中存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)以報(bào)表形式顯示在界面中。歷史曲線界面將溫濕度、電導(dǎo)率、降雨量等數(shù)據(jù)以曲線的形式顯示，方便直觀地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析研究。數(shù)據(jù)表格界面在每一場(chǎng)降雨結(jié)束后，自動(dòng)生成包含本次降雨的起止時(shí)間、降雨量、雨強(qiáng)、泥水含沙量等數(shù)據(jù)的表格，保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)歸類存檔。數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)服務(wù)器，對(duì)水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全有效的存儲(chǔ)，為組態(tài)軟件的功能實(shí)現(xiàn)提供硬件支持。

3、視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)徑流小區(qū)內(nèi)的土壤侵蝕、植被覆蓋、天氣狀況等水土保持圖像信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)對(duì)水保站內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行反饋。本系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、交換機(jī)、顯示器、視頻服務(wù)器等設(shè)備組成。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采集各個(gè)徑流小區(qū)的視頻信息，通過(guò)光纖專線將視頻信號(hào)傳輸至水土保持監(jiān)測(cè)中心，在顯示器上進(jìn)行分屏顯示、并將信號(hào)存儲(chǔ)至視頻服務(wù)器中。

三、3S技術(shù)在未來(lái)水保監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3S技術(shù)是遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）的統(tǒng)稱，是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)相結(jié)合，對(duì)空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)。在水土保持監(jiān)測(cè)中，土地利用現(xiàn)狀、植被、土壤、地質(zhì)狀況等數(shù)據(jù)通過(guò)RS技術(shù)采集至數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)分類矢量化后加入到GIS數(shù)據(jù)圖層中，結(jié)合地形圖生成空間數(shù)據(jù)模型，建立水土保持空間數(shù)據(jù)庫(kù)。利用GPS系統(tǒng)進(jìn)行空間定位，確保各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在不同的時(shí)間點(diǎn)上保持相同的地理坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)地理坐標(biāo)進(jìn)行水土保持信息的檢索查詢。三者結(jié)合，建立完善的水土保持監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取精確、完整的數(shù)據(jù)資料，為水土流失監(jiān)測(cè)、水土保持規(guī)劃、水土流失防治提供科學(xué)的方法和依據(jù)。3S技術(shù)是一種新興的自動(dòng)化信息技術(shù)，具備準(zhǔn)確度高、覆蓋面廣、時(shí)效性好的優(yōu)點(diǎn)，將被廣泛的應(yīng)用到未來(lái)水土保持信息化建設(shè)中。

結(jié)束語(yǔ)：隨著我國(guó)水土流失防治工作的不斷推進(jìn)，水土保持信息化建設(shè)逐漸得到有關(guān)部門的高度重視。自動(dòng)化信息技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶，為建成科學(xué)化、系統(tǒng)化、高效化的水土保持監(jiān)測(cè)平臺(tái)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。隨著水土保持信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，自動(dòng)化信息技術(shù)將體現(xiàn)出更高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]…水利部水土保持司.…水土保持信息化建設(shè)現(xiàn)狀及基本思路…[J].…中國(guó)水利，…2004（4）：49-51.

[2]…程燕妮，…趙院.…全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)…[J].…水土保持通報(bào)，…2007，27（4）：26-29.endprint