遙感技術應用于水土保持動態監測的主要流程解析

陳樹華　吳國峰

摘要 隨著科學技術的進步與推廣，遙感技術應用范圍越來越廣，尤其是高空間分辨率的遙感衛星影像的信息應用已經進入推廣化，高空間分辨率的遙感衛星影像信息應用在防止水土流失的動態監測、水土保持的規劃治理方面已經日趨完善。闡述了遙感動態水土保持監測技術應用的主要特點及其功能，并對遙感動態水保監測技術應用的主要流程進行了解析，以供參考。

關鍵詞 遙感技術；水土保持；動態監測；流程

中圖分類號 S157.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）04-0226-02

Abstract With the progress and popularization of science and technology，application scope of remote sensing technology is more and more widely，especially the application of remote sensing satellite image with high spatial resolution has been promoted.In dynamic monitoring of preventing soil erosion，planning and management of soil and water conservation，its application has become more and more perfect.The paper expounded the main features and functions of the remote sensing dynamic soil and water conservation monitoring technology，analyzed the main processes，in order to provide references.

Key words remote sensing technology；water and soil conservation；dynamic monitoring；process

遙感技術是一門新興現代科學技術，其應用范圍越來越廣，尤其是對高空間分辨率的遙感衛星影像信息的應用已經進入推廣化，高空間分辨率的遙感衛星影像信息在防止水土流失的動態監測、水土保持的規劃治理方面的應用已經日趨完善，其廣角宏觀、快速真實的優勢是其他技術不可比擬的，已成為水土流失監測的重要手段之一[1]。當前，隨著遙感影像資源的不斷豐富、處理技術的日臻完善，影像覆蓋得快而廣，遙感技術在水土保持監測任務中已經越來越受到認可和重視。

1 遙感動態水土保持監測技術應用的主要特點及功能

1.1 主要特點

遙感動態水土保持監測技術應用的主要特點：首先是方法靈活多樣，可以用目視判讀，也可以應用計算機圖像處理，還可以把兩者結合起來綜合運用；其次是監測的空間尺度極其廣闊，小至某一流域，大至一個省份甚至全國；最后是監測的時間先后跨度大，短自一年或幾年的變化，長至數十年的變化。遙感影像主要應用于監測水土流失的先后變化，地方實施人工器械實施水土保持調查數據的真實度、準確性，還有對水利系統水土保持規劃的執行情況和進展情況進行有效真實的監督，為生態環境建設決策提供科學依據[2]。

1.2 主要功能

遙感動態水保監測的功能具體包括：面蝕程度監視、溝蝕程度監視，水文要素結構監視、水土流失成因數據集約與分析、未來水土流失危害程度預測，在此基礎上對水土保持的因素進行分析，主要有土壤種類劃分、土壤侵蝕類型劃分、侵蝕強度分類、地貌類型區劃、母巖類型區劃、植被蓋度分析、坡度屬性定性等。

2 遙感動態水保監測技術應用的主要流程

2.1 遙感動態水保監測技術應用的資料提取與收集方式

水土保持的實踐證明：水土保持、水土流失的發展變化其實是一個時空變化的過程，遙感動態水保監測及評估必須根據目的的不同而采用各異的收集尺度。總的說來，氣象衛星影像的監測具有時間分辨率極高、監測范疇極大、數據處理費用較低的特性，不足之處是空間分辨率較低且所收集反映的信息是大范圍的地域混合。因此，氣象衛星影像的監測適用于大范圍、覆蓋率、傾斜坡度、地表組成物質比較一致均勻的區域。與之相反的是，資源衛星卻具有氣象衛星不具備的特性，其波段多、時相多，具有極高的空間分辨率，可獲取收集更精確、更真實的地表特征與信息，為水土流失狀態信息提取、類比模型分析提供準確的數據支持。其弱點是，對某一個地區的重復觀測周期較長，急需提取資料的關鍵時期難以得到所需的資料信息。因此，在水土保持實踐中，為了同時滿足水保監測的時間分辨率、空間分辨率的要求，則需將不同來源的信息（遙感、非遙感）進行重組復合，可以大大提高水保監測的數據源的精準度、精確度[3]。

2.2 應用遙感動態水保監測技術提取土壤侵蝕信息

遙感動態水保監測技術應用提取土壤侵蝕信息主要是以衛星影像為主要信息來源，把1/10萬地形圖和1/25萬數字化地圖作為基本底圖，樣區調查以1/10 000和1/50 000地形圖為工作底圖，同時可以結合各種專業圖件（采用地質、地貌、植被、土壤、土地利用等圖件）、水文氣象資料及其他統計資料，采用專業化遙感圖像處理技術、計算機輔助人機交互解譯技術、GIS空間分析技術等科技手段，同時將野外路線調查、典型樣方調查與建立解譯標志結合起來，并利用多光譜、多源圖像處理技術及其專家的經驗分析，達到對土壤侵蝕類型、土壤侵蝕級別、地表組成物質匯集、水土保持分區、覆蓋率、坡度等土壤侵蝕信息進行客觀真實的提取。

2.3 應用遙感動態水保監測技術提取土地利用變化信息

遙感動態水保監測技術應用主要是對不同時相土地信息的遙感數據進行組合、融合，用來提取土地利用的變化資源信息，同時與實地調查、變更詳查等數據進行比對，對監測到的變化信息進行逐一核查，并對重點區域的土地圖斑進行逐個比對，非重點區域實施統計比較的檢查方法，對提取的信息結果進行反復核查和修改，直到達到要求的精度為止。最終將生成的不同格式的水土流失專題數據報表，經過統計分析來預測未來一個時期內水土流失變化動向[4]。

3 遙感動態水保監測應用的精度評定與監測結果分析

遙感動態水保監測精準度的高低是衡量水保監測科學性的關鍵技術指標，其中監測技術方法、信息來源是監測精準度高低的兩大主要因素。在實測過程中，要應用最新最近的土地利用現狀圖和應用器進行實地實測，對于面積較小的試驗區域，要同時針對5個像元以上的變化信息圖斑逐一進行檢查并實施精準定位；對于面積較大的監控區域，要實施抽樣核查，然后對動態變化圖斑的屬性、面積大小、精度比較等數據進行客觀統計。遙感動態水保監測是充分利用了遙感的多傳感器、多時相的特性，對不同時相在同一區域的遙感數據進行變化信息的收集與提取。遙感監測的時相周期性和變化連續性為動態水保監測提供了基礎性的條件。利用周期內收集的實時遙感圖像，對監測區域內土壤侵蝕強度的年度變化進行真實客觀監測，最后得出土壤侵蝕總量、年周期變化趨勢、植被覆蓋率動態變化、工程措施治理的效果、生物措施治理的效果，最終用此結果對某一區域的水土流失程度、生態環境惡化程度提出警戒或劃出紅線。

4 應用遙感動態水保監測的意義

應用遙感動態水保監測新技術，對水土保持進行真實的動態監測，利用已經貯存的土地利用數據、水保監測數據及圖件、近期衛星遙感信息，在GPS和GIS的雙重支持下，對水土保持、水土流失進行有效的動態監測，準確掌握水土保持的最新動態變化，將空間遙感數據、其他測量數據進行比對和綜合，大幅度提高了遙感技術在水土保持信息化應用中的高度，為政府制定水土保持治理政策、各級領導宏觀決策、水土流失監督執法、完善水土保持規劃、提出水土流失治理等提供科學、準確的依據，是水土保持工程由傳統向現代轉變的重要舉措。

5 參考文獻

[1] 張新玉，楊元輝.我國水土保持小流域綜合治理模式研究[J].水土保持特刊，2011（12）：58-61.

[2] 董敏，李海寬，于亞文.地面遙感監測系統在水土保持監測中的應用初探[J].水土保持研究，2004，11（2）：63-64.

[3] 郭索彥.關于水土保持動態監測的總體設想[C]//全國第一屆水土保持學術研討會論文集.北京：水利出版社，2002.

[4] 郭玉濤，張生德.遙感技術應用于水土保持監測[J].中國水利，2004（7）：59-60.