基于系統(tǒng)工程學(xué)的土壤侵蝕高分遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工程化模式

羅志東，劉二佳，齊 實(shí)，趙 院

(1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，100083，北京；2.水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心，100053，北京；3.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，100083，北京；4.林業(yè)生態(tài)工程教育部工程研究中心，100083，北京)

土壤侵蝕是中國(guó)乃至世界的重大環(huán)境問(wèn)題?？茖W(xué)及時(shí)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)土壤侵蝕狀況是進(jìn)行水土保持綜合治理的重要基礎(chǔ)，對(duì)政府科學(xué)決策、規(guī)劃制定、治理成效評(píng)估等工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。遙感技術(shù)具有探測(cè)范圍廣、獲取信息快、信息含量大等優(yōu)勢(shì)，自20世紀(jì)70年代以來(lái)作為一種重要的技術(shù)手段，在土壤侵蝕普查以及水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等工作中廣泛應(yīng)用[1-2]。隨著中國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)等重大工程的實(shí)施，高分遙感數(shù)據(jù)成為主要的數(shù)據(jù)源在土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)中普遍應(yīng)用。同時(shí)，高分遙感技術(shù)應(yīng)用還存在一些問(wèn)題亟待解決，高分遙感信息提取自動(dòng)化算法區(qū)域適用性差，遙感信息提取成果多期動(dòng)態(tài)誤差波動(dòng)性大，遙感信息提取與土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)的融合集成性差，整體應(yīng)用效率不高，不能滿足當(dāng)前監(jiān)測(cè)全覆蓋、多頻次工作需要。目前，高分遙感在土壤侵蝕應(yīng)用領(lǐng)域研究主要是面向?qū)ο骩3-4]、機(jī)器學(xué)習(xí)[5-6]、深度學(xué)習(xí)[7]等信息提取方法或算法研究，在高分遙感與監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)融合、工程化應(yīng)用、整體提升效率方面研究還是空白。筆者重點(diǎn)針對(duì)高分遙感應(yīng)用上述難點(diǎn)問(wèn)題以及土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)的現(xiàn)實(shí)需求，引入系統(tǒng)工程學(xué)原理與方法，將遙感技術(shù)應(yīng)用于土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工作作為一個(gè)整體來(lái)考慮，提出一種工程化應(yīng)用模式，以提升整體應(yīng)用效率和水平，滿足土壤侵蝕常態(tài)化、業(yè)務(wù)化和工程化應(yīng)用需要。

1 模式的系統(tǒng)工程學(xué)闡釋

1.1 工程化模式的內(nèi)涵

基于高分遙感技術(shù)開(kāi)展土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，涉及高分遙感信息提取、其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理、土壤侵蝕模型分析及其相應(yīng)的系統(tǒng)構(gòu)建、基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境建設(shè)等多要素環(huán)節(jié)，其工程化模式構(gòu)建主要是基于系統(tǒng)工程學(xué)原理，將其作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整體研究，系統(tǒng)梳理該系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題及邏輯關(guān)系，將高分遙感技術(shù)與土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)有機(jī)融合，按照整體化、規(guī)范化、流程化、定量化等原則和方法，合理構(gòu)建和配置系統(tǒng)相關(guān)組成要素，形成一套高效穩(wěn)定的工程化業(yè)務(wù)應(yīng)用模式。

1.2 工程化模式的主要特性

從系統(tǒng)工程學(xué)的角度說(shuō)，任何系統(tǒng)都有些基本的性質(zhì)和特性[8]。根據(jù)土壤侵蝕高分遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工程化模式的內(nèi)涵，該模式具有5方面特性：1)整體性，在遙感信息提取、土壤侵蝕分析評(píng)價(jià)整個(gè)過(guò)程中人為經(jīng)驗(yàn)參與、系統(tǒng)應(yīng)用、設(shè)備環(huán)境建設(shè)等需要保持整體的協(xié)調(diào)一致；2)穩(wěn)定性，遙感信息提取和業(yè)務(wù)分析評(píng)價(jià)等經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和方法保持相對(duì)穩(wěn)定，減少人為經(jīng)驗(yàn)差異帶來(lái)的誤差和不確定性，保持土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)成果的連續(xù)性和穩(wěn)定性；3)高效性，模式各環(huán)節(jié)的銜接轉(zhuǎn)換順暢、集成高效；4)量化性，可量化環(huán)節(jié)應(yīng)進(jìn)行定量化約束，使相應(yīng)環(huán)節(jié)量化、可控；5)實(shí)用性，模式各環(huán)節(jié)要素簡(jiǎn)單實(shí)用、可操作性強(qiáng)。

2 模式的總體框架

該模式主要包括工程化綜合知識(shí)庫(kù)、信息提取算法集、應(yīng)用集成3個(gè)核心要素：基于水土保持區(qū)劃和縣級(jí)行政區(qū)劃并行融合的空間管理框架體系，將業(yè)務(wù)與專(zhuān)家知識(shí)進(jìn)行規(guī)范和固化，構(gòu)建高分遙感樣本、遙感信息提取算法與參數(shù)、土壤侵蝕監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)參數(shù)等分類(lèi)型分區(qū)域知識(shí)庫(kù)體系；針對(duì)不同的高分遙感信息提取目標(biāo)對(duì)象，分區(qū)域建立以模型與算法為核心的信息提取算法集，獲取針對(duì)相應(yīng)區(qū)域特點(diǎn)的相對(duì)穩(wěn)定的算法控制參數(shù)，輔助專(zhuān)家知識(shí)與后處理軟件工具集，形成一套規(guī)范、固化、可重復(fù)應(yīng)用的高分遙感信息快速提取方法體系；以綜合知識(shí)庫(kù)構(gòu)建和信息提取算法集為核心，實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)和信息提取算法應(yīng)用軟件工具化，將土壤侵蝕高分遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)各環(huán)節(jié)作為整體，對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)和基礎(chǔ)信息設(shè)施設(shè)備環(huán)境等相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)集成。這3個(gè)系統(tǒng)要素之間相互聯(lián)系、相互互動(dòng)、相互支撐、緊密融合，形成工程化應(yīng)用不可分割的有機(jī)整體。模式總體框架如圖1所示。

圖1 模式總體框架圖Fig.1 General framework diagram of the mode

3 模式的構(gòu)建要素與實(shí)現(xiàn)路徑

3.1 工程化綜合知識(shí)庫(kù)模式構(gòu)建

工程化綜合知識(shí)庫(kù)模式構(gòu)建采用美國(guó)學(xué)者霍爾(A. D. Hall)提出的系統(tǒng)工程方法論三維結(jié)構(gòu)體系[9]，根據(jù)前文分析的工程化模式內(nèi)涵特性，梳理和抽象知識(shí)庫(kù)的業(yè)務(wù)對(duì)象及其知識(shí)類(lèi)型，按照土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)組織管理需要，確定和形成綜合知識(shí)庫(kù)空間結(jié)構(gòu)體系。工程化綜合知識(shí)庫(kù)架構(gòu)如圖2所示。

3.1.1 空間管理框架 考慮到縣級(jí)行政區(qū)劃通常作為中國(guó)水土保持行業(yè)管理單元，參照全國(guó)水土保持區(qū)劃與水土保持重點(diǎn)防治區(qū)劃，搭建以水土保持區(qū)劃(融合水土保持重點(diǎn)防治區(qū)劃)和縣級(jí)行政區(qū)劃相結(jié)合的“雙層融合構(gòu)架”知識(shí)庫(kù)框架，實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)對(duì)象及其知識(shí)的存儲(chǔ)、調(diào)用、檢索與更新。

3.1.2 對(duì)象指標(biāo)框架 根據(jù)土壤侵蝕高分遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)應(yīng)用需求與業(yè)務(wù)應(yīng)用流程，知識(shí)庫(kù)可劃分遙感類(lèi)對(duì)象指標(biāo)和非遙感類(lèi)對(duì)象指標(biāo)。遙感類(lèi)對(duì)象指標(biāo)是指基于高分遙感影像進(jìn)行信息提取的土壤侵蝕評(píng)價(jià)指標(biāo)，主要包括土地利用類(lèi)型、植被類(lèi)型及植被覆蓋狀況和水土保持治理措施等。非遙感類(lèi)對(duì)象指標(biāo)是指與土壤侵蝕評(píng)價(jià)緊密相關(guān)的非遙感手段獲取的對(duì)象指標(biāo)，主要包括坡度坡長(zhǎng)、土壤類(lèi)型及土壤可蝕性、侵蝕動(dòng)力和水土保持管理等指標(biāo)。

3.1.3 知識(shí)內(nèi)容框架 按照知識(shí)庫(kù)對(duì)象指標(biāo)的知識(shí)表現(xiàn)形式，知識(shí)內(nèi)容可分為樣本知識(shí)、方法知識(shí)、參數(shù)知識(shí)和模型知識(shí)等。樣本知識(shí)包括高分遙感影像、對(duì)象圖片、對(duì)象遙感特征、業(yè)務(wù)特征及分布規(guī)律知識(shí)等。方法知識(shí)主要包括各遙感類(lèi)對(duì)象指標(biāo)遙感信息提取的算法、方法集，非遙感類(lèi)對(duì)象指標(biāo)分析計(jì)算的算法方法等。參數(shù)知識(shí)包括對(duì)象指標(biāo)遙感信息提取或分析計(jì)算過(guò)程中研究和試驗(yàn)獲取的參數(shù)值或范圍。模型知識(shí)主要指各類(lèi)土壤侵蝕分析評(píng)價(jià)模型。

3.2 工程化遙感信息提取算法模式構(gòu)建

在確定土壤侵蝕高分遙感指標(biāo)因子的分類(lèi)體系的基礎(chǔ)上，確定信息識(shí)別提取的算法，綜合時(shí)間、難度、效率、精度等綜合效用，根據(jù)對(duì)象指標(biāo)的總體分布規(guī)律及內(nèi)在關(guān)系的認(rèn)知程度，綜合遙感和非遙感的決策函數(shù)，輔以專(zhuān)家知識(shí)和分類(lèi)參數(shù)等手段，構(gòu)建合理的分層邏輯決策樹(shù)，對(duì)高分遙感圖像中的各個(gè)對(duì)象指標(biāo)進(jìn)行逐層的識(shí)別和歸類(lèi)提取。工程化信息提取模式如圖3所示。

圖2 工程化綜合知識(shí)庫(kù)三維結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Three-dimensional structure map of engineering comprehensive knowledge base

圖3 工程化信息提取模式圖Fig.3 Drawing of engineering information extraction pattern

3.2.1 高分遙感信息分類(lèi)體系構(gòu)建 充分考慮土壤侵蝕機(jī)理和不同土壤侵蝕高分遙感指標(biāo)因子的貢獻(xiàn)，兼顧遙感影像分辨率、制圖精度和比例尺，依據(jù)土地類(lèi)型、植被、地形、水土保持措施等綜合特征，遵循多級(jí)性、獨(dú)立性、開(kāi)放性、統(tǒng)一性原則，建立一套滿足適用于高分遙感信息提取和土壤侵蝕野外調(diào)查工作的土壤侵蝕高分遙感指標(biāo)因子分類(lèi)體系。該分級(jí)系統(tǒng)采用3級(jí)分類(lèi)結(jié)構(gòu)：一級(jí)分類(lèi)和二級(jí)分類(lèi)適用于全國(guó)尺度范圍，以實(shí)現(xiàn)分類(lèi)數(shù)據(jù)的比較、協(xié)同和共享；三級(jí)分類(lèi)是在二級(jí)分類(lèi)的基礎(chǔ)上靈活擴(kuò)展的，適用于不同尺度和對(duì)象的研究。

3.2.2 分類(lèi)目標(biāo)特征及算法體系構(gòu)建 通過(guò)詳細(xì)分析目標(biāo)對(duì)象的光學(xué)物理屬性、形狀信息、紋理特征、空間位置等方面的特征，確定不同分類(lèi)對(duì)象的信息提取算法。分類(lèi)算法包括遙感信息算法和非遙感信息算法。通過(guò)對(duì)高分遙感影像各波段進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算、導(dǎo)數(shù)運(yùn)算、代數(shù)變換、時(shí)頻變換以及色度變換等，對(duì)分類(lèi)對(duì)象的均值、方差、灰度比、亮度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)紋理、形狀等空間維特征進(jìn)行分析，使得類(lèi)間距離最大，類(lèi)內(nèi)距離最小，形成能準(zhǔn)確反映出待分類(lèi)目標(biāo)的特征光譜子集和空間子集，增強(qiáng)分類(lèi)性能、提高分類(lèi)精度。由于高分遙感影像的復(fù)雜性，僅依靠光譜信息和空間信息很難獲得滿意的分類(lèi)精度，因此需要充分挖掘區(qū)域分類(lèi)對(duì)象的空間分布、空間拓?fù)洹⒖臻g關(guān)系和地物時(shí)相分布規(guī)律等地學(xué)知識(shí)和關(guān)系特征方面的非遙感信息算法，并將其融合至遙感信息提取過(guò)程。

3.2.3 分層決策樹(shù)模式構(gòu)建 基于區(qū)域各類(lèi)別地物的分布特征，分析土壤侵蝕高分遙感因子的表現(xiàn)形式，依據(jù)優(yōu)選模型，參照專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則知識(shí)，提出土壤侵蝕高分遙感因子提取的分層決策樹(shù)的構(gòu)造方式。該方式是按照層次模式把高分遙感數(shù)據(jù)集一級(jí)級(jí)向下細(xì)分，在每個(gè)分支子集中重復(fù)建立下層結(jié)點(diǎn)和分支，形成最佳邏輯的決策樹(shù)。結(jié)點(diǎn)的選取需要綜合評(píng)價(jià)技術(shù)難度、時(shí)間耗損、分類(lèi)精度等指標(biāo)，獲取研究者滿意的分類(lèi)策略或者分類(lèi)層次。為確定每個(gè)提取目標(biāo)的最優(yōu)方案，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)決策理論[10]，依據(jù)多屬性效用函數(shù)理論[9]，以分類(lèi)分層法為基礎(chǔ)，以決策者的最大期望值為目標(biāo)，構(gòu)建土壤侵蝕高分遙感因子提取的優(yōu)選模型。在綜合評(píng)判和決策過(guò)程中，準(zhǔn)則層權(quán)重的確定是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。根據(jù)信息具有粒度的思想，基于方根法[11]來(lái)科學(xué)定義準(zhǔn)則層的重要性，最后得到有利于正確評(píng)價(jià)和決策的綜合權(quán)重。最后，利用專(zhuān)家知識(shí)，按照表1對(duì)其滿意度進(jìn)行劃分，以期獲得綜合效益值，進(jìn)而獲取最優(yōu)的分類(lèi)層次。其表達(dá)式為：

E(A)=max [E(Ai)]；

(1)

(2)

表1 滿意度賦值表

3.2.4 工程化修正模式構(gòu)建 通過(guò)分類(lèi)算法直接提取的結(jié)果中存在孔穴、孤島，甚至存在接邊錯(cuò)誤、拓?fù)鋯?wèn)題、錯(cuò)提、漏提、圖斑破碎、邊界錯(cuò)誤等問(wèn)題，因此需要對(duì)分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行分類(lèi)結(jié)果修正，進(jìn)一步提高分類(lèi)結(jié)果的精度。工程化修正模式首先對(duì)分類(lèi)算法直接提取的數(shù)據(jù)問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)不同問(wèn)題采取不同的技術(shù)方法手段進(jìn)行修正，相應(yīng)的修正算法和技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)軟件工具化，進(jìn)行批處理，提高修正處理的速度和效率。

3.3 工程化綜合集成模式構(gòu)建

通過(guò)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)構(gòu)架，將實(shí)現(xiàn)土壤侵蝕高分遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工作的應(yīng)用功能軟件、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)信息設(shè)施等要素集成到相互連通、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，實(shí)現(xiàn)集中、高效、便利的一體化集約化應(yīng)用。

3.3.1 工程化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集成模式 為提高土壤侵蝕分析評(píng)價(jià)效率，滿足土壤侵蝕定期、不定期動(dòng)態(tài)分析評(píng)價(jià)需求，必須做好高分遙感及提取指標(biāo)數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之間的融合集成。融合集成方式主要基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的理念和方法，通過(guò)建立統(tǒng)一的空間基準(zhǔn)體系，基于統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，按照集中式或分布式數(shù)據(jù)庫(kù)模式，實(shí)現(xiàn)多源多期次海量高分遙感數(shù)據(jù)之間、遙感數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之間、過(guò)程數(shù)據(jù)與成果數(shù)據(jù)之間的有機(jī)集成，減少土壤侵蝕分析評(píng)價(jià)過(guò)程中各類(lèi)數(shù)據(jù)資源之間匹配、轉(zhuǎn)換、銜接等處理時(shí)間，提升工程化應(yīng)用效率。

3.3.2 工程化應(yīng)用功能集成模式 土壤侵蝕高分遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)全環(huán)節(jié)、全流程的軟件工具化及功能集成是提高監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)分析效率，實(shí)現(xiàn)工程化推廣應(yīng)用的必要手段。應(yīng)用功能主要包括遙感數(shù)據(jù)管理、遙感數(shù)據(jù)處理、分析提取、土壤侵蝕模型分析評(píng)價(jià)以及知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)等方面。集成方式主要有搭建式、配置式、插件式等，可采用1種或多種集成開(kāi)發(fā)模式進(jìn)行靈活集成，滿足功能集成的靈活性、可擴(kuò)展性和易維護(hù)性，并為功能復(fù)用、調(diào)用和互操作提供有效手段。

3.3.3 工程化基礎(chǔ)環(huán)境集成模式 基礎(chǔ)環(huán)境集成主要包括計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)軟件處理工具平臺(tái)，例如遙感處理工具、GIS分析工具、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等，硬件環(huán)境平臺(tái)主要包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)備份等設(shè)備以及數(shù)據(jù)交互和信息傳輸為依托的網(wǎng)絡(luò)綜合集成。基礎(chǔ)環(huán)境集成方式在傳統(tǒng)的集成方式基礎(chǔ)上，可根據(jù)實(shí)際條件，建立和部署到安全、隔離的“云”基礎(chǔ)設(shè)施之上，通過(guò)“云”模式的存儲(chǔ)計(jì)算實(shí)現(xiàn)海量空間數(shù)據(jù)的并行處理，提升基礎(chǔ)環(huán)境集成的效率和水平。

4 模式的應(yīng)用案例分析

為驗(yàn)證本研究提出的模式的應(yīng)用效果，結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目、高分水利遙感應(yīng)用示范系統(tǒng)等課題，利用課題建立的工程化應(yīng)用平臺(tái)和高分一號(hào)2 m分辨率的夏季影像，選取陜西省橫山縣進(jìn)行了示范應(yīng)用實(shí)踐。橫山縣土地總面積4 333 km2，屬于典型的農(nóng)牧交錯(cuò)帶，植被覆蓋以草原和灌木叢為主，分布少量林地和園地，水土流失強(qiáng)度大，水土保持治理措施主要以林草措施、梯田整地和淤地壩為主。參照已經(jīng)建立的遙感知識(shí)庫(kù)，在研究區(qū)構(gòu)建了包括耕地、園地、林地、草地、城鎮(zhèn)村及工礦用地、水域、交通運(yùn)輸用地、其他用地等8個(gè)一級(jí)類(lèi)，以及梯田、裸地、沙地、水土保持林、水土保持種草等12個(gè)二級(jí)類(lèi)的分類(lèi)體系。分析目標(biāo)地物的光譜屬性、形狀信息、紋理特征、空間位置等方面的特征，獲得不同分類(lèi)目標(biāo)的算法及其特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建分類(lèi)方案的比選模型，確定滿意的分類(lèi)策略。最終確定的比選模型的表達(dá)式為

maxE(Ai)=0.4E1(Ai)+0.4E2(Ai)+0.2E3(Ai)。

(3)

式中：Ai為提取的某一種方案；E1，E2，E3分別為時(shí)間耗損、分類(lèi)精度、技術(shù)難度的期望值。

通常，在植被覆蓋較多的地區(qū)，先區(qū)分水域及非水域，再區(qū)分植被和非植被，然后再進(jìn)行其他地類(lèi)的提取。而在陜北農(nóng)牧交錯(cuò)帶，由于植被的光譜信息相對(duì)較弱，不容易與其他地類(lèi)區(qū)分；因此在提取的過(guò)程中，從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行水域和非水域的分離，后期的分類(lèi)順序、算法分裂準(zhǔn)則以及結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)需根據(jù)比選模型確定。本模式解決了圖斑瑣碎且分類(lèi)精度低的問(wèn)題，因此精度可達(dá)到“非常滿意”的級(jí)別，時(shí)間耗損達(dá)到“滿意”，對(duì)于有一定知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的人而言技術(shù)難度也可以達(dá)到“滿意”，綜合效益為2.9。按照上述的分類(lèi)策略，對(duì)各地物目標(biāo)進(jìn)行提取，總體分類(lèi)精度87.58%，高于85%的精度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)工程化修正模式工具，分類(lèi)精度達(dá)到95%，橫山縣土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)整體工作效率提升了2～3倍。實(shí)踐表明：該模式的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提升了高分遙感信息提取穩(wěn)定性，保證了監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)流程的一體化，提高了整體工作效率。

5 結(jié)論與討論

筆者針對(duì)高分遙感技術(shù)在土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工作的問(wèn)題與不足，將整個(gè)工作環(huán)節(jié)作為一個(gè)系統(tǒng)工程進(jìn)行研究，構(gòu)建了一種土壤侵蝕高分遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工程化模式。該模式重點(diǎn)通過(guò)知識(shí)庫(kù)構(gòu)建、遙感信息提取算法、應(yīng)用集成3個(gè)環(huán)節(jié)要素的業(yè)務(wù)化工程化的梳理與構(gòu)建，來(lái)有效提升土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工作的整體效率和水平。通過(guò)在陜西省橫山縣的示范應(yīng)用成效表明，該模式可滿足土壤侵蝕監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)效能提升的需要，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

該模式屬于一種綜合集成性模式，隨著模式應(yīng)用的不斷完善，以及高分遙感信息提取、大數(shù)據(jù)分析以及云計(jì)算等技術(shù)的深入發(fā)展，該模式應(yīng)用效能的提升會(huì)更加明顯。該模式可在全國(guó)開(kāi)展的水土保持動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作中進(jìn)行試點(diǎn)推廣，進(jìn)而在全國(guó)土壤侵蝕普查和水土流失生態(tài)安全預(yù)警等領(lǐng)域中全面應(yīng)用。