□劉文娟

目前水土保持監(jiān)測方法主要采用現(xiàn)場實(shí)地勘測的方法，利用手持式GPS結(jié)合地形圖、測距儀、地質(zhì)羅盤、照相機(jī)和尺子等工具，按不同部位不同類型對現(xiàn)場進(jìn)行測量，并填表記錄各個(gè)擾動(dòng)類型區(qū)的基本特征及水土保持措施的實(shí)施情況。目前的監(jiān)測手段比較落后,工作效率低，而且水土保持監(jiān)測野外工作量大,現(xiàn)有測量方法不能滿足快速、準(zhǔn)確進(jìn)行水土保持監(jiān)測，利用先進(jìn)的3S技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測是水土流失監(jiān)測必然的趨勢。

1.3S的功能

GIS（地理信息技術(shù)）、RS（遙感）和GPS（全球定位系統(tǒng)）并稱為3S。3S技術(shù)是信息化社會數(shù)字化生存的重要組成部分。3S結(jié)合應(yīng)用，取長補(bǔ)短，三者之間相互作用形成“一個(gè)大腦，兩只眼睛”的框架，即RS和GPS是所謂的兩只眼睛，它們獲得的信息向GIS即所謂的大腦提供信息，GIS即所謂的大腦進(jìn)行儲存、整理、分析，處理后輸出圖像形式或者數(shù)字格式的結(jié)論，以供決策者應(yīng)用。

GIS從1970年發(fā)展至今，其定義隨應(yīng)用領(lǐng)域、技術(shù)及工具的發(fā)展而隨之改變。以下是兩個(gè)比較受認(rèn)可的定義：Goodchild(1985年）定義地理信息系統(tǒng)是一套綜合的獲取、儲存、管理、分析及展示自然現(xiàn)象及其相關(guān)信息的系統(tǒng)；Davis（1996）定義地理信息系統(tǒng)是一套以電腦為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，可以儲存、管理、分析及展示空間數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫及空間分析能力，制作各種產(chǎn)品。Davis（1996）的定義比 Goodchild(1985)的定義更明確了GIS是以電腦為基礎(chǔ)，突出了展示空間數(shù)據(jù)和能夠進(jìn)行空間分析的特點(diǎn)。

不論何種定義，一般而言，地理信息系統(tǒng)的功能必須包括以下各項(xiàng)過程。

1.1 數(shù)據(jù)收集及輸入

地理信息系統(tǒng)必須能接受來自各種來源的數(shù)據(jù)，如紙圖、野外調(diào)查、航拍或衛(wèi)星圖片、遙感圖片，GPS可以將紙圖和野外調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有定位的電子圖，輸入計(jì)算機(jī)，輸入計(jì)算機(jī)的圖紙或者資料被轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以接受格式的數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)處理、儲存及轉(zhuǎn)換

各種來源的數(shù)據(jù)輸入電腦后，計(jì)算機(jī)可以通過指令發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，告知使用者加以修改后，儲存于電腦中。數(shù)據(jù)來源多樣，儲存格式各異，必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換后才能進(jìn)行分析后加以應(yīng)用。比如RS遙感獲得的數(shù)據(jù)可以采用excel格式，結(jié)合GPS采集的數(shù)據(jù)，輸入ArcView中，轉(zhuǎn)換為有空間坐標(biāo)的矢量數(shù)據(jù)；RS遙感獲得的衛(wèi)星圖片與GPS結(jié)合可以直觀地看到有準(zhǔn)確坐標(biāo)的地面圖像情況。

1.3 數(shù)據(jù)分析和輸出

通過數(shù)據(jù)的分析后，可以輸出以圖像或者數(shù)據(jù)格式的結(jié)論。

2.目前3S在開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失監(jiān)測中的應(yīng)用

開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失主要監(jiān)測測內(nèi)容包括與侵蝕有關(guān)的土壤侵蝕面積、強(qiáng)度、程度、侵蝕量、土體的位移和微地貌變化等，以及與水土保持效果有關(guān)的擾動(dòng)土地治理率、水土流失總治理度、土壤流失控制比、攔渣率、林草覆蓋率、植被恢復(fù)系數(shù)等。

RS遙感技術(shù)可以有效地監(jiān)測不同時(shí)段內(nèi)植被變化情況、土地?cái)_動(dòng)和侵蝕情況、土體位移和微地貌變化情況。通過分析RS獲得的不同時(shí)段土壤侵蝕分布情況、水土保持措施現(xiàn)狀情況，監(jiān)測土壤侵蝕和水土保持措施。GPS定位系統(tǒng)不僅可以有效地監(jiān)測侵蝕和措施的面積，還可以監(jiān)測土方的面積、體積和開挖量等指標(biāo)。通過RS和GPS兩只眼睛獲得的數(shù)據(jù)，被輸入到GIS這個(gè)大腦中，進(jìn)行儲存、分析、整理和輸出。

目前開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)測中應(yīng)用Googl earth中的衛(wèi)星圖像對比、分析開發(fā)建設(shè)不同階段地貌變化，結(jié)合地面監(jiān)測可以得出水土流失防治責(zé)任范圍、擾動(dòng)面積、水土流失范圍變化過程。

3.3S在開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失監(jiān)測中應(yīng)用的前景

3.1 提高RS遙感衛(wèi)星圖片在日常生產(chǎn)生活中的應(yīng)用

高精度、高頻率民用衛(wèi)星圖像越來越得到普通用戶的喜愛，隨著國家遙感管理部門對衛(wèi)星圖像應(yīng)用的推廣，越來越多的普通用戶將能夠觀看，還能夠下載、處理和輸出圖像，使遙感衛(wèi)星圖更有效地在生產(chǎn)生活中得到應(yīng)用。

3.2 提高3S在開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失監(jiān)測中應(yīng)用

GIS不僅增加圖像功能，還保持?jǐn)?shù)字屬性，即圖像中每個(gè)點(diǎn)、線、面都有屬性表對應(yīng)這些要素，加以進(jìn)一步說明這些要素的特性。比如實(shí)地監(jiān)測位置水土流失強(qiáng)度，通過GPS確定空間坐標(biāo)，將不同位置內(nèi)水土流失強(qiáng)度與其對應(yīng)面積進(jìn)行疊加，計(jì)算出水土流失量。不同位置均保持三維坐標(biāo)，所以開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目開挖或者棄方量均能夠通過衛(wèi)星圖像分析監(jiān)測得出。

由此可以知道3S技術(shù)在開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失監(jiān)測應(yīng)用中有著廣泛的前景。廣大的水土保持監(jiān)測工作者應(yīng)該加強(qiáng)3S技術(shù)的學(xué)習(xí)，將3S技術(shù)更加廣泛地應(yīng)用在水土保持監(jiān)測工作中，更加有效的管理和控制建設(shè)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目造成的水土流失，使水土保持監(jiān)測工作更好地服務(wù)于生態(tài)環(huán)境改善中。□