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农田水土流失定量监测中“3S”技术的应用探讨

2020-03-08荆亚翡黄河水利委员会西峰水土保持科学试验站甘肃西峰745000

农业工程技术 2020年36期
关键词:水土保持定量农田

荆亚翡,幸 萌(黄河水利委员会西峰水土保持科学试验站,甘肃 西峰 745000)

作为我国生态环境保护的关键环节,农田水土流失也是我国社会经济得到快速发展的一项重要环节。但是就而当前的情况分析,我国农田水土保持工作还存在较多的问题,在进行监督管理时,依旧存在较多的因素,无法保障管理控制的质量,导致生态环境的发展受到较大的影响。因此我国相关工作人员需要加强农田水土流失定量监测中“3S”技术应用的重视。

1 “3S”技术的功能

“3S”技术即我们常说的地理信息技术(GIS)、遥感技术(RS)以及全球定位系统(GPS),作为当前信息化社会进行数字化生产的一项重要组成部分,“3S”技术应结合应用,三者之间相互配合,更好发挥其全面的作用,即利用RS与GPD获取所需要的信息,利用GIS技术对于所获取的信息进行整理与分析,将有用的信息进行存储,在经过“3S”技术处理后,输出数字格式或者图像形式的结论,从而共决策者进行相应的使用[1]。

1.1 数据收集以及输入

利用GIS技术,可以获得各种来源的数据,例如野外调查、遥感图片、图纸、卫星图片或者航拍信息等,而利用GPS技术,则可以有效的将野外调查或者图纸信息数据,转变为带有定位的电子信息图,将其输入计算机后,可以将资料之便为计算机能够接受分析的数据格式。

1.2 数据处理、存储以及转换

将各类数据输入电脑之后,利用计算机能够进行指令分析,从而找出数据之中所存在的错误,将诸多错误告知使用者之后,对其进行修改,并将修改后的数据存储与电脑之中。由于数据来源多样,其进行存储的格式也各有不同,因此需要对其进行分析之后才可进行应用。例如,利用RS技术所获得数据可以选择使用excei格式,将其与利用GPS技术所采集的数据进行结合之后,输入到Ar-cView之中,便可以将其转变为具有空间坐标的矢量数据。或者将利用RS技术获得的卫星图片,与GPS技术相结合,便可以更为直观的了解到该坐标下地面图像的具体状态[2]。

2 农田水土保持工作中存在的问题

2.1 监督力度较弱

作为质量监督管理工作人员最主要的来源,水利部门的工作人员虽然对于建筑项目有较为全面的掌握,但是当参建部门和监督管理部门处于一个系统时,便十分容易出现封闭管理等问题。从而导致监督人员的监督力度较弱,无法达到当前监督的切实要求[3]。

2.2 监督机构自身存在性质混乱问题

站在编制的角度分析,我国质量监督管理机构的工作人员,其主要为国家的事业单位,因此其除了会有自收自支的项目之外,还可以得到国家财政的拨款。而根据我国财政拨款方式的不同,能够将质量监督管理结构分为三大类,即自收自支型事业单位;政府差额拨款事业单位以及政府全额拨款事业单位[4]。因此不难发现,当拨款方式不同的时候,监督机构的类型呈现多样化,而这种自身性质混乱的问题,也会导致基层农田水利工程项目在进行质量监督管理时,存在较多的困难。

3 农田水土流失定量监测中“3S”技术的应用

3.1 RS技术在农田水土流失定量监测中的应用

工作人员在远处对于物体进行探测了解时,便可以选择使用RS技术,而RS技术传感器的遥感平台,便是我们常说的卫星。RS技术具备较多优势,例如不会应地面条件而受到限制,并且视线范围较为广泛,不仅可以获取较为全面的电磁信息,和紫外等波段的数据,可以将地球表面的各类信息快速准确的进行提供。近些年RS技术发展速度不断加快,趋于成熟化,特点便在于丰富的影响资源,高分辨率,并且具有较快的周期,在农田水土流失监测之中,该类特征都起到重要作用,可以有效保障农田的水土保持工作不受影响[5]。而在不同的地区之中,RS技术进行农田水土流失监测时,可以获得变化等动态信息,周期性以及连续性使农田水土流失的监测可以持续运行。除此之外,通过使用RS技术,其可以对于土壤侵蚀强度的动态变化情况进行监测,综合了解植被资源的变化状态,以及绿化措施的实际效果等。工作人员在对于相关资料进行合理的分析,可以指定科学的农田水土保持成效公告。

3.2 GPS技术在农田水土流失定量监测中的应用

作为当前与现代卫星导航系统以及定位系统,GPS具备高精度、高效率、全天候以及多功能的特点。GPS系统其主要包含有空间部分、地面控制部分、用户设备部分。而现阶段使用较为广泛的一种新型测量系统,即GPS-RTK,其是将一台GPS接收机作为基准站,数台接收机作为流动站,最主要的作用便是进行数据的传输。而RTK定位技术,能够将观测数据以及坐标信息利用数据链的方式向动态用户进行发送,实现实时差分处理,将动态用户的实时三位置获取成功。使用GPS技术能够有效将RS技术的时间性,以及无法将影像及时反映得缺陷机械弥补。例如在某一区域,某一时间段内进行毁草开荒行为,若只使用RS技术们只能将该段时间之前的信息反馈出来。但若利用GPS定位技术,可以对其动态的最新变化得到全面的掌握,在短时间内便可以将新破坏的区域准确的绘测出来,并且可以将其对应到相应的空间位置上,对原有信息进行补充与修订,及时获得准确的地理位置信息。

在宏观分析方面,利用GPS技术可以监测自然农田水土流失状态,可以建立GPS控制网,实施像控点测量,对该区域内农田的水土流失状态以及土地的利用情况进行获取。而在微观分析方面,使用GPS技术,能够对坡面地形的改变、沟底下切速度和沟头的前进速度进行监测[6]。除此之外,利用GPS技术,在短时间内可以确定毁林、开荒以及对农田水土流失状态等信息。

3.3 GIS技术在农田水土流失定量监测中的应用

作为集中多项数据的一项计算机系统技术,GIS其具有较强的空间数据处理能力,可以根据客户的不同要求,获得相应的数据信息,将会以图形、地图等形式显示数据的处理结果。使用GIS技术可以将RS技术所获得资料进行管理,为之后水土保持工作提供合理的决策依据。利用GIS系统,能够有效的进行图形数据运算,形成专门的专题图形。作为农田水土流失的一项主要因素,在传统的监测之中,地形监测都是由人工进行坡度坡长的购汇,其不仅会造成大量时间以及精力的浪费,还会导致绘图精准度无法确保。但是在使用GIS西永的DTM或者DEM模型,可以将地形相关的空间分布特征准确及时获取,将地形信息输入到微机中,进行矢量化处理之后,便可以得到全国地面的坡度分级图[7]。使用叠加分析模型,可以将水土流失影响因素进行叠加,并且输入相应的参数标准,利用GIS技术,便可以生成各类专题图件,对农田水土流失的发展动态进行相应检测。工作人员可以利用模型分析统计,对于农田的水土流失的发展趋势进行预测,以及探究随后的治理效益,将相关部门的工作效率进行提升。有效利用地理信息系统,对农田的水土保持进行监测,合理利用GIS的数据管理、空间分析以及可视化技术,对于农田水土保持工作的监测信息进行总结分析,对未来其监测的新发展趋势更为明确。

4 “3S”技术在农田水土流失定量监测中的应用

现阶段“3S”技术发展日益加快,呈现集成化的特点,三种技术发展会涉及不同的学科,相互作用。在传统GIS技术使用过程中,其主要是以矢量数据为主,其与利用RS得到的数据具有较大的区别,这便使得“3S”技术集成出现较大的限制的。但是在4D技术下,其主要是将栅格数据为主,会兼容各类的矢量数据,因此对“3S”技术的集成进行优化[8]。现阶段常用的4D技术主要包含有DOQ、DIG、DEM以及DRG等数字产品技术,在农田水土流失定量监测中得到广泛的使用,具有较为明显的简便性、方便性,可以有效将监测的效率进行提升。现阶段在进行重点防治工程,或者重大开发项目建设之中,使用分辨率较高的三维动态模型,可以在典型区域之中,应用农田水土流失预测模型,将其与“3S”集成技术相结合,便可以构建数字化的水土流失定量信息管理系统,对于各区域之中,重点区域的农田水土流失状态进行全面动态化的检测,将管理的时效性以及动态性进行提升,进一步推动农田水土保持管理水平的发展,为政府后期的决策提供更为科学充分的依据[9]。

5 结论

农田水土保持工作其并不是一项简单的工作,其中所涉及的内容不仅广泛,并且繁多,因此在进行实际管理的过程之中,都会频繁的出现相应的问题,从而最终导致的农田水土保持工作出现较多的问题,无法达到预期的目标。因此当前相关部门需要完善相应的管理建设,加大监督力度,科学使用“3S”技术,加强对于农田水土流失定量的监测,进一步提高监督管理的质量,改善我国生态环境问题。

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