芻議3S技術在草原資源與生態監測中的應用

摘要：

隨著社會發展的加快，人們對于生態環境的監測工作也越來越重視。由于傳統的監測手段難以從根本上實現對預期目標的監測。因此，必須將先進的監測技術應用到生態環境的監測中。目前，3s技術已經被應用到各個領域中，如：農業生態系統，畜牧業生態系統、城市生態系統、草原生態系統等。本文就是對3s在監測草原生態環境方面的應用情況，進行分析探討。

關鍵詞：

3s技術；生態環境；草原資源

中圖分類號：S812

文獻標識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20190330001

1對于3s技術在草原資源與生態監測中的概述

隨著人口壓力與環境壓力的增大，人們的環保觀念也在日益增強，其中對完善生態環境的監測工作，已經成為了人們構建和諧社會的重要組成部分。環境保護涉及的方面是多樣的，但其最終目標是為了保護生態系統，避免遭受重大破壞[1]。GPS（全球定位系統），GIS（地理信息系統），RS（遙感系統），這3項技術統稱為3s技術，隨著科技的發展，3s技術的應用也是在日漸成熟，現在，該技術已經被廣泛運用到草原資源生態環境的監測當中。

2對3s技術進行概述

21GPS（全球定位系統）

該技術是衛星導航與通訊進行相結合的一種技術，具有快速、高效、準確、覆蓋面廣等特點，能夠對距離和時間進行測量。由于該系統具備較強的抗干擾能力。因此，在惡劣的天氣狀況下，仍然能夠對空間進行準確的定位。其中就包括車輛的調度、道路的建設以及監控系統等，都具有應用。

22GIS（地理信息系統）

該系統運用計算機技術將地球表面的空間進行分布，然后采集地理數據，并收集、儲存、計算、分析、描述，GIS能夠處理多種地理空間數據，如：對空間定位、圖像遙感、屬性數據等，并將這些數據運用到城市建設中。與其它的監測技術相比，具有經濟性強、速度快的特點。該系統對環境的評估也是具有重要作用的，同時對災害的預測，城市的規劃，水利水電的發展都有著重要的參考價值，能對決策提高準確性。

23RS（遙感系統）

該系統可以根據不同的物體，將電磁波的特性根據不同的原理，來實現對地表物體信息的探測和提取。最終可以對遠距離的物體進行識別，其優點就是信息更新速度快，可觀看的范圍大。把RS作為GIS的數據源，可以使信息進行實時更新，該技術不受探測的距離和領域的限制，所以在軍用與民用兩大方面，都有巨大貢獻，軍用比如導彈的預警，天氣的預測，太陽的觀測等。對于民用，比如說農作物產量的研究，農作物的防治問題等。

33s技術在生態環境監測中的應用

31森林生態環境

該技術已經在濕地、森林資源、森林病蟲害、森林火災等方面有著廣泛的應用。利用地理信息系統，結合專業的要素、地理要素、全球定位系統以及遙感技術，通過完善這些數據，從而形成強大的森林數據庫。將預測的模型數據，國家的方針政策進行結合，篩選出最優的監測和規劃方案。將地理信息系統與遙感系統相結合，得到宏觀的角度，并監測出森林病蟲害的生長環境，從而對病蟲害的分布情況和生長環境進行實時的監控以及風險評估，從而預測病蟲害的發展趨勢。另外要將智能化與專家系統相結合，能夠建立森林病蟲害治理方案模型[2]。在森林火災的防控方面，3s技術能夠對火災情況，實時動態進行監測，并對災害的受損情況進行評估。

32農業生態環境

3s技術能夠監測土壤次鹽堿化，土地沙漠化，土壤侵蝕情況，同時也能夠對土地的持續利用、土地的適宜性與生產能力進行評價，進而對土地環境監測。除了定位的監測以外，還能夠根據不同時間、同一影像進行實時對比，從而對土壤的水分情況，耕地的表面濕度和土地環境變化進行判斷，農作物的長勢與環境，也可以用遙感成像技術，通過紅外線進行勘探。用3s技術為基礎，對耕地退化進行定量模型，從而進一步對耕地退化以及土地利用情況進行定量分析，并采取有效的措施，對推動進行合理的規劃和利用，制定出相應的調控措施。

33城市環境

3s技術能夠實現城市環境監測，主要是對城市的規劃以及城市的污染等方面進行監測，其內容較廣，將3s技術應用到城市水污染的監測中，用遙感成像可以獲得城市水的溫度、深度、分布以及泥沙情況。通過這些數據可以得知城市水體污染的程度是否與人為活動的影響有關。因為城市環境每天都發生著變化，具有一定的動態性。因此，在實時監測的時候，應該注重監測的手段需要具備動態性的特點。這樣才能實時進行更新數據，并對收集的數據進行科學分析。并能為城市的環境污染提供綜合治理的方案。利用3s技術對大氣污染狀況，實時監測，其原理主要是將遙感系統與地理信息系統進行綜合使用，并結合航空多光譜攝影手段，對大氣的主要污染物進行監測，并對其分布的區域進行準確定位。

34草原生態系統環境

由于草原生態系統的層次性豐富并包含多個主體，因此為了滿足數據的需要，必須要建立大型的數據庫，并根據我國實際生態環境狀況，將生態環境監測分為地表定位監測和宏觀遙感監測。草原生態環境數據庫是由地面的定位監測與宏觀遙感數據庫構成的。

4草原資源的主要研究內容及實現方法

41草原資源類型

以地面調查的草原群落為單位，建立草原資源的類別，引用地面樣本進行定位，可以確定不同類型對應的影像特征，用分類的方法對草原資源類型進行描繪，制作數據圖，就可以獲得不同草原類型分布的范圍和面積[3]。

42草原生產力

確定地面樣本的測量，在對地上生物的容量和影像植被之間的指數關系，建立數學模型，并生成地上生物量數字分布圖。再根據草原的類型及其利用率為參數，進行計算各種類型的生產力。

43草原植被退化

根據地面的植物群落特征和土壤基層變化，在影像上對地面調查的樣本劃分退化等級，在影像的主要地方劃定出不同的草原退化類型等級，從而科學地取得草原退化分布區域圖。

44草原沙化

根據制定的沙化長度標準，利用影像特征，并根據地面樣本，在影響的地區劃分出不同草原類型的沙化等級，并計算各等級的面積，生成沙化數據圖。

45草原鹽漬化

通過遙感影像進行判斷讀寫，結合地面鹽漬化大草原類型資料，在草原資源類型圖上，劃定漬外區域，獲取鹽漬化的程度和面積。

46草原建設工程

根據3s技術影像與地面實地調查相結合，對草原的禁牧、圍封、飛播等生態工程等面積，進行生產力、分布狀況的確定。

5總結

為了更好地實現可持續發展，我國必須要重視對生態環境的保護，尤其是對草原生態環境的保護。隨著3s技術的不斷發展，對草原資源的監測效果更加明顯，有利于解決草原的污染、破壞、退化、沙化等問題，并提出相應的解決措施，增強治理的針對性和有效性。同時，也要結合專家系統進行監測，能夠使環境監測更具智能化和人性化，從而有效改善草原環境污染問題，緩解草原資源短缺的現象，并能為環境保護和社會經濟的發展提供有價值的參考，促進草原資源的可持續性發展。

參考文獻

[1] 俞慧云. “3S”技術在草原類型、植被蓋度及生產力普查中的應用研究[D].甘肅農業大學，2016.

[2] 哈布日喜勒. 基于3S技術的正藍旗草原資源研究[D].內蒙古農業大學，2011.

[3] 董永平，吳新宏，李新一，等.3S技術在草原資源與生態狀況研究中的應用——以內蒙古自治區鑲黃旗為例[J].草地學報，2004（04）：327-331.

作者簡介：

葉子（1988- ），女，土族，青海省西寧市人，碩士研究生，工程師，研究方向：農業管理。