試析3S 技術(shù)在水土保持工作中的應(yīng)用

（玉溪市水利建設(shè)大隊，云南 玉溪 653100）

土壤是人類賴以生存的重要資源，近年來土壤荒漠化、土壤鹽堿化、水土流失等一系列環(huán)境問題不斷加重，使人的生存發(fā)展受到嚴(yán)重威脅?；诖?，就必須運用先進(jìn)技術(shù)手段加強(qiáng)對水土環(huán)境的勘察與監(jiān)測，并依照具體的情況采取科學(xué)化的應(yīng)對方案，落實好水土保持工作，為社會的可持續(xù)發(fā)展提供保障。研究與實踐證明，3S 技術(shù)在水土保持工作中有著顯著優(yōu)勢，合理運用3S 技術(shù)可大大提升水土保持工作質(zhì)量與水平，讓各項環(huán)境問題得到有效控制。下面結(jié)合實際，對3S 技術(shù)在水土保持工作中的應(yīng)用實踐展開分析。

1 3S 技術(shù)對現(xiàn)代水土保持管理工作的意義

水土保持管理工作的內(nèi)容繁多，涉及到地表定位和地理屬性分析等等。在以往的工作過程中需要進(jìn)行繁瑣的繪圖制圖，并且要對大量的辦公文件進(jìn)行管理，所以具體的人工作業(yè)僅能通過圖紙反映的狀況進(jìn)行分析，卻無法判斷管理地域的空間分布及屬性，信息收集和分析的高效性難以實現(xiàn)，難以對水土流失的發(fā)展方向以及治理的動態(tài)進(jìn)行及時的掌握，這樣長期以來水土保持的規(guī)劃以及工程管理工作需要消耗大量的人力、物力以及資金，各項管理工作的開展都需要依靠各種定性的資料進(jìn)行分析，其工作人員的工作效率不高，此類工作模式的經(jīng)濟(jì)性不達(dá)標(biāo)，難以達(dá)到理想化的實踐標(biāo)準(zhǔn)。

隨著3S 技術(shù)的發(fā)展，3S 技術(shù)在水土保持管理工作領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景?？茖W(xué)的利用該項技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的信息分析，對于植被、土壤和水分情況加以判斷，遙感技術(shù)可以對大范圍的水土流失狀況進(jìn)行及時的了解以及處理，是進(jìn)行水土勘測狀況的必備手段。利用GPS 技術(shù)可以對較為小的地域進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，也可以對其進(jìn)行實時的糾正，對圖像數(shù)據(jù)庫進(jìn)行及時的矯正。GPS 定位和RS定位進(jìn)行結(jié)合就可以為3S 技術(shù)的核心—GIS 系統(tǒng)提供較為準(zhǔn)確的數(shù)字信息源，從而達(dá)到自主管理的效果，可以對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析。在水土保持工作具體開展的時候，GIS 系統(tǒng)能夠及時的將RS 和GPS 收集到的空間數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)建立一個具有多種層次、多個類型的管理數(shù)據(jù)庫，并且可以通過RS 和GPS 技術(shù)來對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的更新，使數(shù)據(jù)庫與實地的狀況保持一致。GIS 系統(tǒng)具有可以進(jìn)行空間查詢和分析的功能，為水土保持的各個層次以及各個范圍的規(guī)劃等工作提供了有力的支持。

2 3S 技術(shù)應(yīng)用于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查與處理

各項水土保持工作必須基于真實的數(shù)據(jù)開展。有關(guān)部門在制定水土保持方案并落實各項保持措施之前，必須運用各種技術(shù)手段掌握區(qū)域內(nèi)的水土環(huán)境現(xiàn)狀，了解水土特征，從而讓各項水土保持措施更加科學(xué)有效。在開展水土基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查以及處理工作時，工作人員可將GPS、GIS、RS 等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)調(diào)查工作，利用3S 技術(shù)精準(zhǔn)獲得區(qū)域內(nèi)地質(zhì)、土壤、植被、坡向、降水量以及土地利用現(xiàn)狀等各項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以便后續(xù)各項工作能順利有效開展。如調(diào)查區(qū)域內(nèi)的土地利用現(xiàn)狀以及植被覆蓋率等重要信息時，利用RS 技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查與信息處理，并制成專題圖，為后續(xù)各項工作提供便利[1]。制出專題圖后，便可通過地形圖提取區(qū)域內(nèi)的坡向、坡度以及高程等重要信息，讓水土保持方案的設(shè)計有精準(zhǔn)數(shù)據(jù)可做參考。具體的制圖技術(shù)為：先將水土保持制圖標(biāo)準(zhǔn)符號填充到相應(yīng)位置，之后輸入比例尺、文字標(biāo)注以及圖名等就會輸出任意比例尺的專題圖。在數(shù)據(jù)分析階段，利用GIS技術(shù)構(gòu)建起經(jīng)濟(jì)模型與空間模型，基于該技術(shù)對土地資源保護(hù)現(xiàn)狀以及水土保持投資等進(jìn)行計算評估，并且基于空間模型對區(qū)域內(nèi)的土壤侵蝕情況進(jìn)行分析評估。根據(jù)以上評估結(jié)果，相關(guān)部門就能做出更為精確與科學(xué)的決策[2]。

3 3S 技術(shù)應(yīng)用于水土保持監(jiān)測

在水土保持工作中，水土監(jiān)測是必不可少的一個環(huán)節(jié)，通過全面、動態(tài)監(jiān)測水土侵蝕以及治理情況并對治理方案做出調(diào)整，才能讓最終的治理效果更為理想。為提高監(jiān)測結(jié)果的精準(zhǔn)性，可利用3S 技術(shù)構(gòu)建水土保持本底信息庫，建立起治理區(qū)的各項監(jiān)測指標(biāo)，根據(jù)每年度所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)形成動態(tài)的監(jiān)測管理系統(tǒng)，之后利用評價模型對土壤侵蝕與治理情況做出準(zhǔn)確分析與精準(zhǔn)評價。將3S 技術(shù)適當(dāng)?shù)呐c水土保持工作相互結(jié)合，能夠發(fā)揮出監(jiān)測裝置的基本成效，實現(xiàn)全天候、不間斷監(jiān)測的目的，獲取水土情況涉及到的多元化數(shù)據(jù)資源，借助于專門的技術(shù)手段和軟件展開分析，全面的解讀影響到水土環(huán)境的因素。

相較于傳統(tǒng)技術(shù)手段，3S 技術(shù)在水土保持監(jiān)測方面具有很大優(yōu)勢。如遙感監(jiān)測就是運用了現(xiàn)代化遙感圖像復(fù)合技術(shù)，使得監(jiān)測過程中的變化更加的精準(zhǔn)，實際的精度明顯提高。地表植被種類較多，涉及到的生長特征差異明顯，傳統(tǒng)單一的監(jiān)測手段無法保證實際的效果，基本的精確度和清晰度也會受到各種因素的干擾。將遙感技術(shù)適當(dāng)?shù)倪\用到位，可以獲取精確度明顯的光譜變化圖，方便工作者可以判斷出區(qū)域情況和地形變化趨勢，適當(dāng)?shù)匾?guī)避環(huán)境惡化問題。地理信息庫就是在地理空間數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)之上，使得工作人員擁有更大的作業(yè)空間，全面的掌握多元化信息[3]。

4 3S 技術(shù)應(yīng)用于水土保持項目評估

水土保持項目評估的重要性十分明顯，在水土保持項目評估工作中，全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)等同樣具有十足的影響力。相較于傳統(tǒng)技術(shù)手段，地理信息系統(tǒng)動態(tài)收集水土信息變化數(shù)據(jù)，為小流域規(guī)劃提供十分豐富、準(zhǔn)確的參考信息。GPS 利用空間定位、衛(wèi)星遙感定位等功能對區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕區(qū)域進(jìn)行定位，為有關(guān)部門提供更加精確的地理位置信息。在水土保持工作開展期間，可以適當(dāng)?shù)氖褂矛F(xiàn)代化的3S 技術(shù)，將區(qū)域中的環(huán)境改善情況加以獲取，對區(qū)域植被覆蓋率和水質(zhì)變化程度展開有效評估，根據(jù)評估結(jié)果對治理方案做出調(diào)整，讓水土保持工作更加科學(xué)有效。

5 3S 技術(shù)在水土保持工作中的應(yīng)用前景

應(yīng)用3S 技術(shù)可以使水土保持管理工作達(dá)到信息化、自動化和高效化，利用3S 技術(shù)可以對水土流失進(jìn)行普查，并且可以對數(shù)字資源庫進(jìn)行建立。對水土流失狀況進(jìn)行普查是對水土流失狀況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)管以及實現(xiàn)數(shù)字化管理的第一步，利用遙感技術(shù)可以對水土侵蝕、利用以及植被覆蓋情況進(jìn)行全面的了解，并且以遙感信息為主，利用GPS 技術(shù)進(jìn)行矯正來建立管理地域的數(shù)字化資源庫。應(yīng)用3S 技術(shù)，能夠準(zhǔn)確的判斷土壤實際侵蝕的情況，還可適當(dāng)?shù)耐ㄟ^數(shù)字化資源庫，完成有效的規(guī)劃。依照數(shù)據(jù)庫的地理分析，明確判斷水土流失特征，通過科學(xué)分析技術(shù)發(fā)展趨勢和相關(guān)影響要素，制定出科學(xué)對策，合理的解決水土流失的問題。

在對數(shù)字化資源庫進(jìn)行建立后要確保數(shù)字化資料的有效性，使數(shù)字化資料可以更好的為技術(shù)人員提供規(guī)劃指導(dǎo)。還需要通過對水土保持實踐以及水土侵蝕情況進(jìn)行后續(xù)的跟蹤和監(jiān)測，并且要對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行及時的更新。在后續(xù)的跟蹤和監(jiān)測時要對重點流失區(qū)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，也要對退耕還林情況進(jìn)行跟蹤檢測。在對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新時要利用GPS 和GIS 技術(shù)來進(jìn)行監(jiān)督執(zhí)法，在日常管理工作中利用這GPS 和GIS 系統(tǒng)來對管理地區(qū)的水土保持情況進(jìn)行監(jiān)管是非常有必要的，可以對水土保持破壞情況進(jìn)行實時的監(jiān)控。監(jiān)督執(zhí)法屬于一項重要的舉措，是可靠的支撐依據(jù)，借助于3S 系統(tǒng)，能夠完成對管理地域的點、線、面進(jìn)行實時監(jiān)控，方便監(jiān)督人員詳細(xì)的判斷實際情況，確保違法行為的范圍以及危害的情況得到有效的控制。并且隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，水土保持定時監(jiān)測工作可以發(fā)展成實時監(jiān)測，為水土保持監(jiān)督執(zhí)法工作帶來更大的幫助。

在開展水土保持工作時要開展水土保持公眾宣傳，這也是水土保持工作之一。利用3S 技術(shù)來將獲得的數(shù)字化資料圖像進(jìn)行格式化，然后以各種形式向社會以及相關(guān)部門進(jìn)行匯報，并且將其轉(zhuǎn)變成具有演示功能的信息形象，來使公眾對水土保持工作更加的了解，調(diào)動整個社會加入到水土保持的工作中。利用3S 技術(shù)來對水土保持的植物、工程措施進(jìn)行設(shè)計和配置，可以提高其自身的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)效益。利用GIS 系統(tǒng)對各個流域治理的方案和措施進(jìn)行模擬以及分析，可以為水土保持建設(shè)服務(wù)提供幫助。同時利用動態(tài)監(jiān)測資料可以對水土保持項目進(jìn)行實時的反應(yīng)，對水土保持工程不同區(qū)域的水土侵蝕程度，植被覆蓋面積以及植被生長狀況，土壤的水含量狀況等參數(shù)進(jìn)行了解，從而為相關(guān)的項目和工程提供服務(wù)。

6 結(jié)語

綜上所述，3S 技術(shù)功能豐富，實用性強(qiáng)，在水土保持工作中有著重要作用，是進(jìn)行水土流失動態(tài)監(jiān)測，水土保持規(guī)劃等相關(guān)工作較為準(zhǔn)確以及高效的工具。在當(dāng)前背景下應(yīng)進(jìn)一步加大對3S 技術(shù)的研究與應(yīng)用，采取有效手段促進(jìn)3S 技術(shù)與水土保持工作深度融合，進(jìn)而提高水土治理效率，提升水土保持工作水平。