基于輔助遙感技術(shù)的水土保持監(jiān)測應(yīng)用潛力分析

謝銘健

(廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510635)

輔助遙感技術(shù)以電磁波傳輸理論作為發(fā)展基礎(chǔ)，通過專門收集傳感儀器對遠(yuǎn)距目標(biāo)發(fā)射電磁波信息，并利用綜合探測手段對目標(biāo)反射回來的物理信息進(jìn)行整合分析，進(jìn)而完成高分辨率遙感影像的繪制。隨著科學(xué)技術(shù)手段的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)廣泛被應(yīng)用于地理位置監(jiān)測、水土資源情況探查、無人區(qū)域探索等多項(xiàng)領(lǐng)域[1]。傳統(tǒng)的水土監(jiān)測技術(shù)通過確定風(fēng)、降水等外界因素對地表形態(tài)的影響程度，預(yù)測現(xiàn)階段區(qū)域內(nèi)的水土流失類型及詳細(xì)流失程度，再通過建立保持設(shè)施的方式，控制水土的流失速度，達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境的目的。但這種處理方式需要獲取大量的水土資源影響因素，并通過深度整理整合才能得到準(zhǔn)確的水土應(yīng)用潛力分析結(jié)果。在計(jì)算過程中，精度位數(shù)的不當(dāng)取舍會造成監(jiān)測深入程度下降，進(jìn)而導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)水土的嚴(yán)重流失。為避免上述情況的發(fā)生，引入輔助遙感技術(shù)，建立一種新型的水土保持監(jiān)測應(yīng)用潛力分析方法。根據(jù)對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，這種新型方法在實(shí)用性方面具備較強(qiáng)的推廣價值。

1 基于輔助遙感技術(shù)的水土資源總量確定

確定水土資源總量包含作用區(qū)域劃分、基礎(chǔ)公式計(jì)算兩個核心步驟。

1.1 輔助遙感作用區(qū)域劃分

輔助遙感作用區(qū)域劃分是水土資源總量確定的核心環(huán)節(jié)。在既定的應(yīng)用范圍內(nèi)，輔助遙感技術(shù)是監(jiān)測者獲取水土資源信息要素的有效途徑。在規(guī)定區(qū)間內(nèi)，隨時間條件的不斷變化，水土資源的流失速度基本呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，但受到砂石、樹木等遮蓋條件的限制，部分地區(qū)的流失情況不會表現(xiàn)的過于明顯[2- 3]。為得到準(zhǔn)確的水土資源現(xiàn)狀情況，設(shè)t代表時間變化參數(shù)，i代表水土資源的基本流失率，在輔助遙感技術(shù)的影響下，利用t、i可將作用區(qū)域表示為：

(1)

式中，q—原始水土資源的固有存在占比率；u—輔助遙感的控制系數(shù)；e—劃分控制向量。

1.2 區(qū)域內(nèi)水土資源總量計(jì)算

在輔助遙感技術(shù)的作用區(qū)域內(nèi)，選取多個水土資源數(shù)據(jù)的存在節(jié)點(diǎn)，并通過點(diǎn)內(nèi)聯(lián)合的形式，完成該區(qū)域內(nèi)水土資源總量計(jì)算。設(shè)λ1、λ2、λ3、…、λn分別代表n個水土資源數(shù)據(jù)的存在節(jié)點(diǎn)，χ代表點(diǎn)內(nèi)聯(lián)合參數(shù)，利用上述變量可將區(qū)域內(nèi)水土資源總量的計(jì)算結(jié)果表示為：

(2)

式中，s—n個水土資源數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)間的常項(xiàng)制約系數(shù)；f—輔助遙感技術(shù)下水土資源的穩(wěn)定保持周期；k—固態(tài)存在參量。

2 水土保持監(jiān)測應(yīng)用潛力分析

在基于遙感技術(shù)水土資源總量的基礎(chǔ)上，通過確定保持條件、劃分監(jiān)測指標(biāo)等流程，實(shí)現(xiàn)新型應(yīng)用潛力分析方法的搭建。

2.1 水土保持條件確定

水土保持條件是計(jì)算監(jiān)測應(yīng)用潛力的重要指標(biāo)。隨著遙感輔助技術(shù)的不斷普及，水土資源的流失總量得到實(shí)時監(jiān)控，但為了保持土地本身具備較強(qiáng)的利用價值，還需在監(jiān)測控制的同時，確定響應(yīng)的保存護(hù)理機(jī)制，即水土保持條件[4]。設(shè)a代表直系監(jiān)測系數(shù)，在a保持不變的前提下，聯(lián)立公式(2)可將水土保持條件表示為：

(3)

2.2 監(jiān)測指標(biāo)獲取

新型潛力分析方法以水土保持條件作為約束標(biāo)準(zhǔn)，并通過多次獲取監(jiān)測指標(biāo)的方式，使區(qū)域內(nèi)的水土保持現(xiàn)狀達(dá)到預(yù)期水平。簡單來說，潛力分析方法監(jiān)測指標(biāo)獲取充分利用輔助遙感技術(shù)，且能夠從側(cè)面反應(yīng)各階段水土流失的能力水平，使?jié)摿Ψ治鼋Y(jié)果具備較強(qiáng)的應(yīng)用說服力。設(shè)x代表水土保持條件的約束強(qiáng)度參數(shù)，利用公式(3)可將新型潛力分析方法的監(jiān)測指標(biāo)表示為：

(3)

2.3 水土保持監(jiān)測應(yīng)用潛力計(jì)算

在監(jiān)測指標(biāo)的支持下，新型應(yīng)用潛力計(jì)算方法對水土保持條件進(jìn)行了充分定義，且隨著輔助遙感技術(shù)的不斷深入，水土資源的流失情況得到了有效控制[5]。在固有監(jiān)測潛力分析參數(shù)μ的支持下，可將新型分析方法的計(jì)算結(jié)果表示為：

(4)

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為突出說明基于輔助遙感技術(shù)的水土保持監(jiān)測應(yīng)用分析方法的實(shí)用性，設(shè)計(jì)如下對比實(shí)驗(yàn)。分別記錄在50min的實(shí)驗(yàn)時間里，應(yīng)用新型分析方法前后，監(jiān)測深入程度的對比情況。

3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性，可按照表1完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置。

表1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置表

表1中AMA代表監(jiān)測區(qū)域面積、AWR代表水土資源總量、ETT代表實(shí)驗(yàn)時間、ASP代表輔助遙感參數(shù)，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性，應(yīng)用新型分析方法前后的實(shí)驗(yàn)參數(shù)始終保持一致。

3.2 監(jiān)測深入程度對比

實(shí)驗(yàn)過程中監(jiān)測深入程度的詳細(xì)對比情況見表2。

表2 監(jiān)測深入程度對比表

分析表2可知，隨著實(shí)驗(yàn)時間的增加，應(yīng)用新型分析方法前，監(jiān)測深入程度最大值僅能維持在50%左右，且不能長時間保持；應(yīng)用新型分析方法后，監(jiān)測深入程度最大值提升了35.21%，且能夠長時間保持此數(shù)值。

4 結(jié)語

現(xiàn)有技術(shù)手段不能明確提出水土保持條件的重要性，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)用潛力監(jiān)測指標(biāo)獲取受限，使水土流失量呈現(xiàn)逐年遞增的變化趨勢。新型水土保持監(jiān)測應(yīng)用分析方法充分利用輔助遙感技術(shù)，在聯(lián)合水土保持條件的基礎(chǔ)上，獲取監(jiān)測指標(biāo)，省去了復(fù)雜的參數(shù)提取過程，從根本上提升了計(jì)算結(jié)果的實(shí)際應(yīng)用性。未來相關(guān)科研單位將立足于水土保持應(yīng)用潛力計(jì)算公式之上，對輔助遙感技術(shù)進(jìn)行深度的鉆研探討，并通過不斷細(xì)化作用區(qū)域、完善水土資源計(jì)算流程等手段，使該項(xiàng)技術(shù)在水土總量保持監(jiān)測領(lǐng)域發(fā)揮巨大的應(yīng)用潛力。