現(xiàn)代信息技術(shù)在水土保持領(lǐng)域的應(yīng)用

王慧生

摘要：本文闡述了現(xiàn)階段我國水土領(lǐng)域存在的問題，分析了現(xiàn)代信息技術(shù)在我國水土保持領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)，探究了在水土保持領(lǐng)域中現(xiàn)代信息技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，主要包括構(gòu)建水土保持國家信息數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建水土保持與流失的監(jiān)測系統(tǒng)，構(gòu)建水土流失國家評價(jià)模型，構(gòu)建水土保持國家管理信息系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代信息技術(shù);水土保持;應(yīng)用

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，雖然我國在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域取得了巨大的成績，但是生態(tài)環(huán)境也遭到了嚴(yán)重的破壞，使得我國生態(tài)環(huán)境當(dāng)中的水土保持問題變得更為突出，成為備受關(guān)注的問題。我國水土流失有著廣泛的分布、有著比較復(fù)雜的類型、有著很大的人為因素，并且在水土流失研究方面比國外起步要晚一段時(shí)間。當(dāng)前我國雖然初步進(jìn)行了水土流失的動(dòng)態(tài)監(jiān)測、預(yù)報(bào)、評價(jià)等，但是缺乏構(gòu)建完善的水土監(jiān)測體系，也缺乏標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)，這就使得當(dāng)前還不能很好地解決水土保持問題。因此，在水土保持領(lǐng)域需要加強(qiáng)現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，將遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)用其中，使它們在中國水土保持領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用，促進(jìn)水土保持領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

一、現(xiàn)階段我國水土領(lǐng)域現(xiàn)狀以及信息化運(yùn)用存在的問題

（一）現(xiàn)階段我國水土領(lǐng)域現(xiàn)狀

我國面臨著十分嚴(yán)重的水土流失問題，依據(jù)相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在我國國土面積當(dāng)中，我國已經(jīng)流失的水土面積已經(jīng)占到百分之三十七，在這其中最為嚴(yán)重的就是中西部地區(qū)，并且在分布上呈現(xiàn)出面積廣泛、有著多樣的侵蝕形式，比較復(fù)雜等特點(diǎn)。之前我國在經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過程中，過于追求經(jīng)濟(jì)增長，特別是在建設(shè)道路、發(fā)展采礦業(yè)的過程中，人們都嚴(yán)重缺失對水土保持的意識(shí)，對山區(qū)、丘陵等地區(qū)進(jìn)行肆意的開發(fā)，使很多區(qū)域的植被受到嚴(yán)重的破壞，甚至把大量生產(chǎn)的廢棄物肆意丟棄在河流之中，這些錯(cuò)誤的做法，對我國水土保持造成了嚴(yán)重的影響。我國幅員遼闊，有著十分不均勻的人口分布情況，人口集中分布在東部，中西部人口分布的比較少，并且這些區(qū)域有著脆弱的生態(tài)環(huán)境，容易發(fā)生水土流失。在我國水土流失地區(qū)有著十分不均的人口分布，再加上水土流失地區(qū)人員的流動(dòng)，使得之前能夠改善的居住環(huán)境，也喪失了改變的機(jī)會(huì)，在這樣的情況下，隨著沙化、荒廢，使得一些原本可以耕種的土地也受到破壞[1]。

國家在水土保持治理方面流于表面，缺乏更強(qiáng)的力度。依據(jù)相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在我國廣大的領(lǐng)土面積當(dāng)中，有將近二百二十多萬的水土流失面積急需要治理，同時(shí)需要改造的有大概三十萬平方千米的坡耕地區(qū)。但是，在治理水土保持的問題上，多數(shù)情況下都重點(diǎn)放在了收益效果快的地區(qū)，使得治理缺乏全面性、系統(tǒng)性，不能從根本上對水土保持問題進(jìn)行解決。在對水土保持技術(shù)進(jìn)行研究的過程中，缺乏足夠的資金支持，缺乏專業(yè)的研究人員，并且研究設(shè)備比較的落后陳舊，缺乏更新?lián)Q代，同時(shí)大多水保研究部門人員缺乏先進(jìn)的理念，缺乏創(chuàng)新思想，缺乏較強(qiáng)的綜合素質(zhì)，使得水土保持技術(shù)比較的落后。

（二）信息化運(yùn)用存在的問題

當(dāng)前我國水土保持信息化建設(shè)有了一定的成效，但是水土保持的各項(xiàng)設(shè)備比較的落后，在使用的時(shí)候，檢測的結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性，收集數(shù)據(jù)的工作效率比較低等。在分析數(shù)據(jù)的時(shí)候，需要依據(jù)各地實(shí)際情況來進(jìn)行，但是管理人員缺乏薄弱的意識(shí)，一般采用通用標(biāo)準(zhǔn)里進(jìn)行，這樣就能以進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，不能提供科學(xué)有效的管理方案，降低了水土保持管理工作的有效性，影響信息化發(fā)展。在水土保持領(lǐng)域缺乏新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)等的應(yīng)用，也缺乏紅外、無損等新興檢測技術(shù)的應(yīng)用。遙感技術(shù)、GPS 技術(shù)、GIS 技術(shù)、無人機(jī)監(jiān)測技術(shù)等需要結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)一步加強(qiáng)研究，使其能夠更好地在水土保持領(lǐng)域得到應(yīng)用。

二、水土保持領(lǐng)域主要的技術(shù)分析

（一）GIS 技術(shù)

在水土保持領(lǐng)域，GIS 技術(shù)主要應(yīng)用于水環(huán)境、水土保持等方面，利用GIS平臺(tái)，能夠分析、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，通過終端和權(quán)限操作開展水土保持工作。在水土保持領(lǐng)域，GIS技術(shù)有著比較全面的應(yīng)用。能夠?qū)τ袥]有土壤侵蝕進(jìn)行判斷，能夠劃分土壤侵蝕的程度，對土壤侵蝕的量進(jìn)行計(jì)算，對水土保持的效果進(jìn)行評價(jià)，對泥沙輸移的情況進(jìn)行了解，對土壤侵蝕過程中進(jìn)行預(yù)測、模擬等。往往將GIS直接用于水土保持領(lǐng)域來構(gòu)建模型平臺(tái)，這也是GIS技術(shù)區(qū)別于其他領(lǐng)域的使用。GIS技術(shù)還能預(yù)測城市的積水與退水，并且能夠存儲(chǔ)、管理高層次和高分辨率的數(shù)據(jù)。

（二）無人機(jī)遙感技術(shù)

無人機(jī)遙感是一種新型航空遙感手段，利用無人機(jī)遙感能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測水土流失的成因、強(qiáng)度、影響范圍及其防治成效等，對國家級(jí)、省級(jí)水土流失綜合治理工程，能夠檢查過程、抽查驗(yàn)收成，對水土保持重點(diǎn)工程進(jìn)行精細(xì)化管理，實(shí)施信息化管理模式，實(shí)施全過程、全方位動(dòng)態(tài)監(jiān)管，避免人為因素造成生產(chǎn)當(dāng)中的水土流失。無人機(jī)遙感通過航拍，獲得測定范圍內(nèi)的遙感影像、地形圖、DOM、DEM 等數(shù)據(jù)，融合和解譯遙感影像，從而對各項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)的信息進(jìn)行提取，比如，水土流失面積、水土保持各項(xiàng)措施、防治責(zé)任范圍等。無人機(jī)遙感技術(shù)能對衛(wèi)星遙感技術(shù)的不足進(jìn)行彌補(bǔ)，在水土保持領(lǐng)域有著重要的作用。尤其是水土保持“天地一體化”監(jiān)管示范工程，使得無人機(jī)遙感技術(shù)在水土保持領(lǐng)域的各個(gè)方面得到應(yīng)用。無人機(jī)技術(shù)促進(jìn)水土保持向更高層次發(fā)展。

（三）GPS 技術(shù)

GPS 技術(shù)有著較高的自動(dòng)化、較高的精度、較高的效率等特點(diǎn)，在水土保持領(lǐng)域得到了應(yīng)用，能夠?qū)λ畔⒖臻g位置進(jìn)行精確的定位，而且能夠準(zhǔn)確地測量地形地貌，GPS技術(shù)能夠測量水下地形，還能應(yīng)于防汛減災(zāi)。

三、現(xiàn)代信息技術(shù)在我國水土保持領(lǐng)域的應(yīng)用效果

遙感技術(shù)從1970年后開始逐漸應(yīng)用到搜集土壤狀況信息、山河湖海狀況信息等當(dāng)中，并且在這些信息的基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個(gè)信息資料圖庫。這個(gè)圖庫不但為政府提供了更加準(zhǔn)確的信息，同時(shí)有助于解決生態(tài)問題。利用遙感技術(shù)，能夠?qū)θ狈雷o(hù)林問題、黃土高原水土流失問題等進(jìn)行處理，并且獲得了一定的效果。對于局部地區(qū)的水土資料，還有小范圍內(nèi)河流的水土資料，能夠運(yùn)用水土侵蝕與水土保持信息系統(tǒng)進(jìn)行收集，并且能夠?qū)π》秶鷳B(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行分析，能夠?qū)λ亮魇闆r進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，還能對水土保持狀況進(jìn)行有效的預(yù)測[2]。

在水土環(huán)境比較脆弱的地區(qū)，借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)，能夠?qū)@一地區(qū)進(jìn)行土壤評估。在治理黃土高原水土流失的過程中，利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)能夠?qū)S土高原的土壤狀況進(jìn)行探測，從而能夠定量評估土壤的侵蝕情況。借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)，能夠構(gòu)建黃土高原地區(qū)的水土保持?jǐn)?shù)據(jù)模型，這一模型主要包括黃土高原的土地利用情況、土地侵蝕情況、植被種植情況等，這樣能夠更直觀地了解黃土高原的生態(tài)環(huán)境，有助于更好地治理黃土高原水土流失問題。

四、在水土保持領(lǐng)域中現(xiàn)代信息技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

（一）構(gòu)建水土保持國家級(jí)、省級(jí)水土保持信息數(shù)據(jù)庫

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是空間技術(shù)的提高，使得收集我國生態(tài)環(huán)境資源信息不再是難題。在此基礎(chǔ)上能夠構(gòu)建國家水土保持基本信息數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫主要包括水土保持?jǐn)?shù)據(jù)、土壤侵蝕數(shù)據(jù)等，這樣能夠?yàn)樗帘３植块T開展工作提供信息支持，有助于更好地落實(shí)國家水土保持工作。

（二）構(gòu)建水土保持與流失的監(jiān)測系統(tǒng)

充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫和現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建水土保持與水土流失監(jiān)測系統(tǒng)，這樣能夠?qū)λ恋膭?dòng)態(tài)和相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行及時(shí)、隨時(shí)的了解，依據(jù)水土流失的相關(guān)指標(biāo)，能夠?qū)λ亮魇ь愋汀⑿螒B(tài)、強(qiáng)度等進(jìn)行及時(shí)的了解，依據(jù)監(jiān)測結(jié)果的不同，能夠運(yùn)用更有針對性的措施來解決水土保持問題。此外，通過現(xiàn)代空間信息技術(shù)，能夠構(gòu)建水土流失相關(guān)警報(bào)，便于水土保持單位能夠?qū)栴}進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，這樣能夠及時(shí)運(yùn)用相應(yīng)的對策[3]。

（三）構(gòu)建水土流失國家級(jí)、省級(jí)評價(jià)模型

對于我國水土保持問題，需要充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，積極構(gòu)建我國水土流失評價(jià)模型，要運(yùn)用多種尺度、拓展更多的用途、采取多樣的方式，將水土流失評價(jià)模型進(jìn)行全方位的構(gòu)建。要以現(xiàn)代空間信息技術(shù)的數(shù)據(jù)信息作為評價(jià)模型構(gòu)建的基礎(chǔ)，對我國的水土生態(tài)情況進(jìn)行模擬，并且要深入分析水土流失的模型，對水土流失情況進(jìn)行更加準(zhǔn)確的預(yù)測，從而促進(jìn)我國水土保持工作的開展。

（四）構(gòu)建水土保持國家級(jí)、省級(jí)管理信息系統(tǒng)

充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，能夠構(gòu)建水土保持國家級(jí)、省級(jí)管理信息系統(tǒng)，從而更好地對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，對文檔進(jìn)行管理，更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，對水土流失進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，還能對數(shù)據(jù)通訊進(jìn)行管理，從而能夠給予相關(guān)部門技術(shù)支持。運(yùn)用水土流失快速調(diào)查技術(shù)，能夠?qū)ξ覈^強(qiáng)的區(qū)域水土流失情況，以及比較嚴(yán)重的水土流失地區(qū)，加大強(qiáng)度更高的監(jiān)測和防護(hù)。但是在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展的情況下，對于我國廣大水土流失區(qū)域需要加強(qiáng)更為深入的調(diào)查。運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，需要借助遙感技術(shù)對水土流失信息進(jìn)行采集，并且要快速地進(jìn)行區(qū)域調(diào)查，從而能夠水土流失的區(qū)域進(jìn)行更為全面的掌控，有效推動(dòng)水土保持工作的發(fā)展[4]。

結(jié)束語：

在我國生態(tài)問題當(dāng)中，水土流失是十分重要的一部分，通過多年的實(shí)踐，對水土流失的治理取得了一定的成果。同時(shí)在水土保持工作當(dāng)中，要充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，遙感技術(shù)主要用于對國家大范圍以及區(qū)域小范圍的水土侵蝕情況進(jìn)行信息采集，構(gòu)建水土保持信息系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、評價(jià)系統(tǒng)等，這些都有助于推動(dòng)我國水土保持工作的發(fā)展。當(dāng)前我國水土保持存在著很多問題急需要解決，因此，需要花費(fèi)很長的時(shí)間進(jìn)行研究，并且水土保持問題的治理過程，本身就需要時(shí)間、需要系統(tǒng)進(jìn)行，因此，水土保持部門乃至國家都需要做好長時(shí)間戰(zhàn)斗的準(zhǔn)備，高度重視對專業(yè)人才的培養(yǎng)，為我國水土保持領(lǐng)域注入更多的活力和生機(jī)。此外，還需要加強(qiáng)國土保持的宣傳教育工作，讓越來越多的人認(rèn)識(shí)到其重要性。

參考文獻(xiàn)：

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[3]譚立仁，張富，景永剛.3S技術(shù)原理及其在水土保持工作中的應(yīng)用[J].生態(tài)環(huán)境與保護(hù)，2020，3（2）：15-16.

[4]李永福.推動(dòng)水土保持監(jiān)測信息化工作的思路[J].智能城市，2020，v.6（7）：136-137.