GIS技術在水土保持中的應用

劉雯霞

【摘要】GIS技術在水土保持領域的應用包括水土保持規劃、土壤侵蝕危險性評價、開發建設項目水土流失監測、生態系統水土保持價值評估等。隨著計算機技術的發展，GIS技術在水土保持工作中的應用將不斷拓展與深入。在水土保持方案編制過程中利用GIS技術，可高效合理地配置各項水土保持措施。本文從GIS在水土保持規劃設計中的應用、GIS在土壤侵蝕危險性評價中的應用、GIS在水土保持監測管理中的應用、GIS在河流生態系統多樣性保護中的應用和GIS技術在水土保持中的應用方向這五個方面進行闡述。

【關鍵詞】GIS技術；水土保持；應用

GIS主要是對各種空間信息進行收集、分析、存儲、可視化表達的信息管理和處理系統，GIS能將數據和文字都清晰提供，并根據柵格數據以及矢量數據，將直觀形象的空間圖形和圖像提供。GIS能對空間屬性對象進行輸入、輸出、編輯、修改、查詢。通過屬性數據和圖形信息輸入地理信息系統，就能將動態進行管理和查詢。GIS具有強大的統計運算和空間分析能力，能將已有資料進行處理和加工，從而得到科學結果，避免了主觀隨意性，對科學決策非常有利。所以GIS技術作為一種強有力的研究工具，應用領域非常廣泛。

一、GIS在水土保持規劃設計中的應用

通過實際應用GIS空間疊加計算法，以INFO軟件對區域內的坡度圖、坡向圖進行系統分級，運用最大高差來為高程分級視流域進行確認，確認過程中極差不能小于10m。坡向的設置通常與植被分布有關，一般分為陰坡、陽坡、半陰坡、半陽坡。坡度、施工措施、植被、工程量的計算都與土地實際情況緊密相關。通過對規劃地區設置1：50000的土地利用現狀圖，并且進行矢量化統計，將所的小斑矢量數據進行整體與分析，然后對小斑邊界地區進行拓撲處理，最后得出規劃地區各個小流域的所有小斑位置。對規劃地區進行遙感影像的資料數據解譯，通過在區域內建立USLE模型，對解譯區域中不同地區的區域特點進行數據分析與統計。然后選擇疑點較多的位置進行野外驗證，將所得土地利用情況、土壤侵蝕程度、植被狀況、地貌特征等情況進行規格化的數據統計，最后通過對該地區1：50000梯形圖進行矢量化，將所得數據結合地形圖進行詳細比對，從而得出規劃設計的具體方法。

二、GIS在土壤侵蝕危險性評價中的應用

GIS還能對水土流失生態風險進行有效評價，水土流失生態風險評價能對土地使用合理性以及侵蝕危險性的不同采取不同的方法。GIS技術支持的評價系統能從影響土壤侵蝕的危險性各種因素綜合考慮，能有效將只通過土層厚度進行土壤侵蝕危險性和不確定性分析這一單調性分析方法避免，通過分析土壤組成成分，將其主成分和權重相乘從而得到風險圖，將區域風險等級合理評定。通過GIS技術冰以大比例尺信息源為基礎，采用試驗觀測資料以及土地系列制圖資料等，采用多重處理方法，將資源清查和評價、預測和預報、決策和規劃等服務提供，讓小流域治理以及定位試驗更加模式化、科學化、推廣規模更大化。

三、GIS在水土保持監測管理中的應用

GIS在水土保持監測管理中的應用主要表現在：利用GIS的空間分析功能，在相關本底數據的基礎上實現小流域的提取，從而構建數字化小流域；結合水土流失預測預報模型（USLE、RUSLE、CSLE模型等）。進行小流域土壤侵蝕預測預報和水土保持治理成效分析；結合小流域的水土保持治理情況，搜集相關信息，并進行矢量化和屬性賦值處理，構建小流域自然環境本底數據庫、水土保持治理信息庫模型；通過WebGIS技術，實現水土保持基礎數據庫的共享和水土保持協同分析，使水土保持部門和相關職能部門對小流域情況有一個宏觀上的把握，便于多部門統籌協作，制定區域性的水土保持規劃和其他發展規劃；通過計算機語言二次開發，構建專業的水土保持監測管理信息系統，實現水土保持監管工作的信息化和規范化。

四、GIS在河流生態系統多樣性保護中的應用

許多在生態學角度很重要的河流，受農業生產影響嚴重，但由于生物多樣性的保護，這些河流仍然保持較高的生態價值。流域管理機構采取了遮蓋作物等保護措施以應對以上問題。然而在流域內以成本節約型的方式實施這些措施卻較困難，因為人們不能確定在哪些地方采取措施最有效，或者實施這些措施后能帶來多大的效益。為了改進保護措施實施定位，確定何處對生物多樣性保護最有利，研究人員采用靈活的方法評估流域內土地的生態效益。一些河流，由于下滲和地下水補給減少而造成明顯的枯水期和豐水期，另外由于河流泥沙沉積量大而使水質下降。這就更需要采取一定的措施來保護這些河流的生物多樣性。

五、GIS技術在水土保持中的應用方向

地理信息系統作為一項將屬性數據和空間數據一體化分析和管理的技術系統，在隨著虛擬技術、JAVA相關技術的發展，正朝著網絡化、真三維、分布式和時空信息系統的方向努力發展著，屬性數據和空間數據一體化管理的逐步實現能將地理信息系統的應用范圍極大擴展。GIS技術在水土保持中的應用主要有三個方面：第一，將水土保持基本數據庫建立。水土流失與水土保持調查數據、科學研究數據、資源環境研究成果圖件等相關資料收集，從而建立水土保持基本數據庫，為水土保持研究和管理部門提供信息支撐。水土保持基本數據庫主要有4個方面，即水土保持知識庫、土壤侵蝕背景數據庫、土壤侵蝕評價參數庫、數據庫信息元；第二，對區域水土流失情況迅速調查。將評價模型系統以及水土流失基本數據庫作為支撐，通過RS監測和地面監測成果作為依據資料，研發能對區域水土流失原因快速鎖定的技術系統；第三，水土保持管理信息系統。通過將GIS技術作為支撐，對不同類型的水土流失數據集成與快速處理，為水土保持工作的管理和決策提供決策方案和信息服務的動力，實現水土保持現代化和信息化。此系統主要由動態監測信息處理、文獻管理、規劃設計、輔助決策、數據管理以及數據通訊等七個子系統組成，具有水土保持輔助決策、信息服務、水土保持信息公告、水土保持規劃設計的綜合性功能。

GIS技術作為一門先進信息技術，通過與水土保持相關的信息和事實數據有效結合，能以立體、色彩、動感的畫面將水土保持相關工作高效率的落實，不僅能將水土保持工作在傳統處理方法中難以解決的問題有效解決，而且還能減輕人員的工作量。因此，大力推進地理信息技術有效應用于水土保持，年齡不僅是適應信息技術發展的需要，也是水土保持工作的一個新的發展方向。

參考文獻：

[1]谷超杰.遙感及GIS在水土保持中的應用[J].地球，2016（5）.