楊 陽(yáng)，張 娜，魏采用

（1.寧夏回族自治區(qū)遙感測(cè)繪勘查院（寧夏回族自治區(qū)遙感中心），寧夏 銀川750021；2.高分辨率對(duì)地觀(guān)測(cè)系統(tǒng)寧夏數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心，寧夏 銀川750021）

小流域綜合治理以小流域水土流失治理為中心，統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理，兼?zhèn)渌帘３止δ?、高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)功能，是一項(xiàng)科學(xué)、系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境綜合治理工程。近年來(lái)，寧夏中南部地區(qū)小流域綜合治理在該區(qū)域水土流失治理、生態(tài)環(huán)境修復(fù)等方面發(fā)揮了積極作用，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益顯著。為了進(jìn)一步切實(shí)、高效地開(kāi)展小流域綜合治理，使小流域綜合治理工程發(fā)揮長(zhǎng)效作用，信息化的監(jiān)管工作勢(shì)在必行。

小流域綜合治理是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程，規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、竣工驗(yàn)收、管護(hù)使用，每一個(gè)階段都要嚴(yán)格按照水土保持管理和技術(shù)要求執(zhí)行，才能確保工程建設(shè)落到實(shí)處、發(fā)揮實(shí)效。傳統(tǒng)通過(guò)繁雜圖件、報(bào)表、文件進(jìn)行管理的工作方式，很難準(zhǔn)確掌握小流域水土保持措施的執(zhí)行度和治理動(dòng)態(tài)，也難以了解水土流失的發(fā)展趨勢(shì)，工作效率不高，科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性不能滿(mǎn)足日益發(fā)展的水土保持實(shí)踐的需要[1]。小流域信息化監(jiān)管工作通過(guò)結(jié)合遙感、地理信息、計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)，賦予小流域各項(xiàng)水土保持措施空間分布、屬性特征信息，結(jié)合土地利用、坡度、植被覆蓋度、土壤侵蝕強(qiáng)度等各類(lèi)遙感專(zhuān)題信息，為管理者提供科學(xué)的決策和管理依據(jù)，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)小流域綜合治理工程各個(gè)階段的精細(xì)化管理。

1 遙感技術(shù)在小流域信息化監(jiān)管工作中的應(yīng)用

根據(jù)小流域建設(shè)不同階段的建設(shè)任務(wù)和監(jiān)管需求，通過(guò)應(yīng)用遙感技術(shù)有針對(duì)性地開(kāi)展監(jiān)管工作，建立健全小流域信息化監(jiān)管技術(shù)體系（見(jiàn)圖1），保證小流域綜合治理項(xiàng)目的順利開(kāi)展。

圖1 小流域信息化監(jiān)管技術(shù)體系

1.1 復(fù)核規(guī)劃設(shè)計(jì)

小流域規(guī)劃設(shè)計(jì)多采用傳統(tǒng)地形圖作為參考底圖，但由于傳統(tǒng)地形圖繪制年代較早，現(xiàn)勢(shì)性較差，造成了規(guī)劃水保措施圖斑精度不高的問(wèn)題。小流域治理實(shí)施過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)規(guī)劃水保措施圖斑無(wú)法滿(mǎn)足施工條件或完成數(shù)量不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求而需要變更的狀況，影響了小流域綜合治理工程的順利開(kāi)展。

應(yīng)用高分遙感影像輔助小流域規(guī)劃設(shè)計(jì)的審核，一定程度上會(huì)改善這種狀況。通過(guò)高分遙感影像資料，獲取小流域地表的現(xiàn)狀要素圖件，包括地形、地貌和土地利用類(lèi)型等，將之與規(guī)劃設(shè)計(jì)水土保持措施布局圖進(jìn)行空間疊加，分析措施類(lèi)型適宜性、措施范圍和邊界合理性，是否違反了水土保持相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的要求等[2]。高分遙感影像在小流域綜合治理工程規(guī)劃設(shè)計(jì)復(fù)核階段的應(yīng)用，可以及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)小流域各項(xiàng)水土保持措施規(guī)劃設(shè)計(jì)的不適宜性和不合理性問(wèn)題，輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的專(zhuān)家評(píng)審工作，及時(shí)糾正存在的問(wèn)題，有針對(duì)性地對(duì)小流域規(guī)劃設(shè)計(jì)提出科學(xué)合理的改進(jìn)意見(jiàn)。

1.2 督導(dǎo)施工建設(shè)

基于一套科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)方案，小流域綜合治理項(xiàng)目才能確保各項(xiàng)建設(shè)內(nèi)容按規(guī)劃落實(shí)，并取得最佳的實(shí)施效果。然而，小流域工程建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，受自然條件、氣候、人為干預(yù)等因素影響，會(huì)產(chǎn)生進(jìn)度和質(zhì)量問(wèn)題。項(xiàng)目管理部門(mén)對(duì)在建項(xiàng)目的管理，主要是對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)度管理，督促施工單位嚴(yán)格執(zhí)行工程進(jìn)度計(jì)劃并及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題、與規(guī)劃設(shè)計(jì)的脫節(jié)問(wèn)題等。

遙感技術(shù)的輔助，為項(xiàng)目管理者提供了客觀(guān)、準(zhǔn)確的依據(jù)。核查階段，實(shí)時(shí)獲取項(xiàng)目區(qū)高分遙感影像或無(wú)人機(jī)航攝影像，疊加各項(xiàng)水保措施規(guī)劃布局圖斑，通過(guò)影像特征紋理判讀措施是否按照規(guī)劃設(shè)計(jì)執(zhí)行，統(tǒng)計(jì)實(shí)際完成數(shù)量，并進(jìn)一步結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，全面掌握項(xiàng)目工程進(jìn)度和建設(shè)情況。這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)了對(duì)在建項(xiàng)目的精細(xì)化管理，在減少現(xiàn)場(chǎng)核查工作量的同時(shí)提高了核查精度。

1.3 輔助竣工驗(yàn)收

項(xiàng)目竣工后，項(xiàng)目審批部門(mén)對(duì)小流域綜合治理項(xiàng)目進(jìn)行竣工驗(yàn)收?？⒐を?yàn)收是對(duì)項(xiàng)目完成情況定性定量的綜合評(píng)價(jià)，需全面核定小流域內(nèi)各項(xiàng)措施完成工程量、質(zhì)量、工程執(zhí)行情況等，其中工程量的核定最為關(guān)鍵。山區(qū)小流域項(xiàng)目措施位置較為分散，且地形復(fù)雜，驗(yàn)收工作耗時(shí)費(fèi)力。

項(xiàng)目竣工初期，及時(shí)收集實(shí)時(shí)遙感影像資料，快速、準(zhǔn)確地獲取竣工措施圖斑的數(shù)量和分布，為竣工結(jié)算提供統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)依據(jù)。進(jìn)一步對(duì)比措施規(guī)劃設(shè)計(jì)，分析各類(lèi)型水保措施實(shí)際執(zhí)行情況，為竣工驗(yàn)收審核提供技術(shù)支撐。遙感技術(shù)的應(yīng)用不僅為小流域竣工驗(yàn)收提供了更為方便、快捷的方式，同時(shí)切實(shí)解決了新增或變更工程量的核算缺乏準(zhǔn)確依據(jù)的問(wèn)題。

1.4 評(píng)估實(shí)施效果

小流域綜合治理項(xiàng)目經(jīng)過(guò)科學(xué)地規(guī)劃、高標(biāo)準(zhǔn)地實(shí)施，在完成建設(shè)任務(wù)的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了初步的治理目標(biāo)，流域內(nèi)自然資源配置得到進(jìn)一步優(yōu)化，當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活所需得到改善。但小流域內(nèi)部環(huán)境始終處在發(fā)展變化中，各項(xiàng)水保措施受自然災(zāi)害、人為破壞影響，不可避免會(huì)出現(xiàn)一定的損毀現(xiàn)象，為了確保小流域各項(xiàng)措施保存完整，且持續(xù)發(fā)揮水土流失治理和生態(tài)環(huán)境修復(fù)的長(zhǎng)效作用，需要對(duì)小流域?qū)嵤┬ЧM(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)估。小流域?qū)嵤┬Ч脑u(píng)估，水保措施保存情況和水土流失消長(zhǎng)情況是兩個(gè)重要的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。相關(guān)技術(shù)路線(xiàn)見(jiàn)圖2。

圖2 實(shí)施效果評(píng)估技術(shù)路線(xiàn)

目前，高分系列衛(wèi)星遙感影像高空間分辨率、時(shí)間分辨率的優(yōu)勢(shì)能夠很好滿(mǎn)足我們的監(jiān)測(cè)需求。通過(guò)高分遙感影像調(diào)查流域內(nèi)各項(xiàng)水保措施的保存情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)損毀區(qū)域，調(diào)查分析損毀原因，必要時(shí)采取一定的措施進(jìn)行修復(fù)并加強(qiáng)管護(hù)手段。此外，應(yīng)用高分遙感影像全面摸清小流域內(nèi)土地利用現(xiàn)狀、植被覆蓋度、坡度分布等信息，通過(guò)疊加分析估算小流域土壤侵蝕強(qiáng)度變化情況，掌握水土流失消長(zhǎng)變化情況，科學(xué)評(píng)價(jià)小流域綜合治理實(shí)施效果。圖3、圖4為寧夏中南部某小流域綜合治理項(xiàng)目治理前后土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)變化圖，圖3為治理前項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)圖，圖4為治理后項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)圖。

圖3 項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)圖（治理前）

圖4 項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)圖（治理后）

2 遙感技術(shù)輔助小流域信息化監(jiān)管工作應(yīng)用探索

2.1 提升小流域規(guī)劃設(shè)計(jì)能力

小流域綜合治理工程規(guī)劃設(shè)計(jì)需綜合考慮流域地貌特征、水土流失情況，結(jié)合土地利用規(guī)劃調(diào)查結(jié)果和流域?qū)嶋H情況，因地制宜、統(tǒng)籌布局各項(xiàng)水土保持治理措施，是小流域信息化監(jiān)管的基礎(chǔ)。其規(guī)劃設(shè)計(jì)精度直接影響小流域綜合治理項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的實(shí)際執(zhí)行情況，以及后期實(shí)施效果的評(píng)估結(jié)果，為進(jìn)一步提高小流域規(guī)劃設(shè)計(jì)精度和科學(xué)性、全局性，以傳統(tǒng)地形圖為主要參考依據(jù)的設(shè)計(jì)方法亟需改變。

遙感技術(shù)在小流域規(guī)劃設(shè)計(jì)前期現(xiàn)場(chǎng)勘查調(diào)研過(guò)程的應(yīng)用，能夠有效提高水保措施圖斑的設(shè)計(jì)精度。通過(guò)應(yīng)用高分遙感影像，全面調(diào)查小流域地形地貌分布、土地利用類(lèi)型分布、水土流失及治理現(xiàn)狀分布等，建立健全規(guī)劃設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)勘查空間數(shù)據(jù)庫(kù)。依據(jù)水土保持相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)要求，綜合分析規(guī)劃設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)勘查空間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)資料，有針對(duì)性地進(jìn)行勘查設(shè)計(jì)，提高規(guī)劃設(shè)計(jì)水土保持措施圖斑的精度，保障后期小流域綜合治理項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中各項(xiàng)措施按照設(shè)計(jì)和施工要求實(shí)施，避免規(guī)劃設(shè)計(jì)精度不高造成過(guò)多的措施變更，保證實(shí)際施工和設(shè)計(jì)方案保持同步。

2.2 深化綜合治理效果動(dòng)態(tài)研究

小流域綜合治理是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的過(guò)程，流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境經(jīng)過(guò)綜合治理在向良性改善的同時(shí)，受自然環(huán)境、氣候?yàn)?zāi)害、人為破壞等因素影響，也會(huì)暴露出局部惡性發(fā)展的問(wèn)題。寧夏南部山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)脆弱，水土流失嚴(yán)重，小流域治理并非“一勞永逸”的工程。小流域經(jīng)過(guò)綜合治理，一方面進(jìn)行生態(tài)環(huán)境的自然修復(fù)，一方面還需要人為不斷改造和修繕。

通過(guò)應(yīng)用遙感技術(shù)，對(duì)小流域綜合治理效果進(jìn)行長(zhǎng)期的跟蹤監(jiān)測(cè)和研究，重點(diǎn)關(guān)注土壤侵蝕強(qiáng)度加劇變化、易發(fā)生水土流失危害的區(qū)域，結(jié)合地形地貌、地理要素分布情況，綜合分析其變化原因、總結(jié)變化規(guī)律，為當(dāng)?shù)卣蚱渌块T(mén)提出改造治理和災(zāi)害預(yù)防的建議，并提供相關(guān)數(shù)據(jù)支撐。

2.3 助力信息化監(jiān)管數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建設(shè)

遙感技術(shù)在小流域建設(shè)管理工作中的全程應(yīng)用，形成了大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)資料。在小流域治理不同階段，實(shí)時(shí)遙感影像是對(duì)小流域治理現(xiàn)狀的宏觀(guān)展示；應(yīng)用遙感影像獲取的水保措施圖斑信息是對(duì)小流域?qū)嵤┣闆r的具體量化；基于地學(xué)分析生產(chǎn)的各類(lèi)遙感專(zhuān)題產(chǎn)品是對(duì)小流域生態(tài)環(huán)境和治理效果的客觀(guān)反映。豐富的數(shù)據(jù)資料給小流域信息化監(jiān)管數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

未來(lái)，隨著遙感技術(shù)在小流域綜合治理工作中的全面應(yīng)用和深入研究，將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)輔助小流域信息化監(jiān)管數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用。通過(guò)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對(duì)小流域數(shù)據(jù)資料進(jìn)行采集和加工，形成高質(zhì)量的小流域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化管理模式。利用GIS系統(tǒng)具備的空間查詢(xún)和分析功能，統(tǒng)計(jì)分析小流域水保措施建設(shè)完成情況、水土流失治理情況、林草覆蓋變化情況等，為小流域工程管理和效益評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)，提升小流域監(jiān)管工作的信息化、智能化水平。

3 結(jié)束語(yǔ)

信息化是衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著信息化的進(jìn)程，目前國(guó)家各行各業(yè)都在加快信息化建設(shè)步伐，水土保持部門(mén)也在積極探索信息化建設(shè)道路。

遙感技術(shù)在小流域信息化監(jiān)管工作中的應(yīng)用，為水土保持信息化建設(shè)提供了助力。通過(guò)收集小流域治理不同階段遙感影像，采集獲取水保措施分布圖斑，統(tǒng)計(jì)分析各項(xiàng)措施完成數(shù)量變化情況，實(shí)時(shí)監(jiān)管小流域治理項(xiàng)目工程建設(shè)全過(guò)程，以數(shù)據(jù)和圖斑信息來(lái)管理小流域治理項(xiàng)目，管理方法更科學(xué)，管理內(nèi)容更直觀(guān)、準(zhǔn)確?；谶b感影像產(chǎn)生小流域土壤侵蝕強(qiáng)度變化、土地利用分布以及植被覆蓋等專(zhuān)題矢量數(shù)據(jù)，綜合評(píng)估小流域?qū)嵤┬Ч?，加?qiáng)研究深度和廣度，為管理者提供多維度的管理決策依據(jù)。

隨著遙感技術(shù)在水土保持領(lǐng)域的應(yīng)用推廣和不斷探索，將為新時(shí)期水土保持信息化建設(shè)工作的發(fā)展提供更多助力，為水土保持管理工作和信息技術(shù)的全面融合提供多元化的數(shù)據(jù)支撐。