監測與遙測系統架構在水土保持工作中的應用分析

王月民

摘 要 隨著我國經濟水平的不斷提升，人與自然和諧相處的理念得到了越來越多的重視，治理水土流失、改善生態環境已經成為我國建設和諧社會的重要組成部分?；诖?，對現代新技術在水土保持工作中的應用進行分析。

關鍵詞 現代新技術;水土保持;水土流失

長期以來，受到我國對環境保護工作不夠重視的影響，我國多個地區存在土壤沙化嚴重、土地鹽漬化嚴重、植被稀少、風沙大以及生態環境脆弱等現象，各地區為了滿足經濟發展需求，不斷進行資源開發，導致水土流失越來越嚴重。因此，對水土流失情況進行控制、開展水土保持工作的重要性也就越來越顯著。在此過程中，提升水土保持監測工作中的技術含量、對現代新技術進行充分應用，對于水土保持工作來說，具有十分重要的意義[1]。

1 監測與遙測系統在水土保持工作中的應用總體構架

將監測與遙測系統應用于當代水土保持工作中涉及到調查、規劃、施工、監理、監測等多項工作?；诖?，以水土保持監測網絡及信息系統的建設為中心，提出新技術應用的總體框架。

作為全國水利信息化建設的重要組成部分，水土保持監測網絡與信息系統要以國家信息化發展戰略為指導，以實用性、前瞻性和科學性為基礎出發點，共同應用自動化采集、網絡GIS以及大型數據庫技術，將水土保持管理工作加入到計算機網絡信息管理之中。

要以水土保持監測點的自動化采集工作為基礎，將典型抽樣調查工作作為補充，采用遙感全球定位系統、無線通信系統、地理信息系統以及計算機網絡技術共同作為技術支撐，形成各級水土保持監測點，共同構成水土保持監測站網體系，以實現有效的水土保持信息采集，進而強化針對水土流失及其防治的動態監測以及預測工作，促使相關信息的傳輸速度以及處理速度得到提升[2]。

2 監測點自動監測與遙測系統的具體應用

2.1 自動監測技術

一般來說，監測點由坡面徑流小區、小流域控制站等各方面設施以及相應的自動監測設備共同組成，其中主要包含傳感器、中央控制器、數據存儲芯片等多個組成部分，能夠實現高頻率連續采集工作，且能夠在艱苦的環境下進行精準觀測，有利于提升動態分析工作的精度，改善了監測工作水平。

2.1.1 傳感器

傳感器是采集數據的感應器，不同類型的傳感器所應用的工作原理各不相同。自動雨量計主要采用脈沖的方式對降雨量進行記錄，并通過連續的降雨記錄對降雨強度進行計算;土壤水分傳感器主要利用土壤在不同含水量情況下的不同導電性能對土壤情況進行分析。傳感器可以無線或有線的方式向中央控制器傳輸數據，其中無線方式大幅度提升了傳感器安置的靈活性[3]。

2.1.2 中央控制器

中央控制器是開展自動監測工作的主機，其傳感器、信號接口、數據通信接口以及數據存儲芯片等多項設備均集成于單板機上。一般來說，一個中央傳感器具有多個信號通道。

2.1.3 數據存儲芯片

數據存儲芯片能夠臨時存儲傳感器數據，但其容量有限，臨時存儲數據的時間主要在于數據采集的頻率以及能夠應用的傳感器總數量。將數據存儲芯片上的數據發送至數據庫服務器中，即可對數據進行永久儲存。可將芯片上的數據清空之后可以對芯片進行多次循環使用。

2.1.4 數據通信接口

數據傳輸可以采用多種形式實現，如本地下載的接口（移動硬盤、筆記本電腦串口等）或是遠程數據傳輸接口（無線傳輸調制解調器等）。為了促使數據傳輸的安全性得到提升，一般情況下，中央控制器均具有現場數據下載和遠程數據傳輸兩種接口，有利于保障數據順利傳輸。

2.1.5 電源

通常情況下，自動監測設備由蓄電池供電，蓄電池的充電問題可以通過太陽能發電設備解決。因此，監測現場基本不會出現不具有交流電的情況。

2.2 遙測技術

部分監測區域無法到達，只能采用遙測設備對其實施監測，例如通過激光測距儀對滑坡的位移進行測量。當前遙測設備主要由感應器、控制器、數據存儲芯片等多項設備構成，數據傳輸工作則主要通過自動監測設備自身實現。

2.3 數據傳輸系統

自動采集數據后，需要將數據傳輸至數據庫服務器上永久儲存，應用微波、超短波、通信電纜以及衛星等多種快捷傳輸方式均可實現數據通信的實時傳輸，當前應用最為廣泛且成本相對較低的傳輸方式即為撥號網絡以及手機短信，但是手機存在信號盲區，所以采用微波傳輸或是衛星頻道傳輸對數據進行傳輸的效果更好，但是其成本相對較高。對于此情況，最好的解決方式則為對數據定期進行現場下載。

2.4 室內計算機管理系統

室內計算機管理系統由數據存儲、采集、控制、分析以及管理系統共同構成，其核心在于數據庫，因為數據均存儲于數據庫服務器上。開展數據采集控制工作，需要應用計算機通信技術，以實現數據采樣頻率的控制和傳輸頻率的控制;對數據開展分析與管理工作，需要利用地面監測軟件系統，由地面監測軟件系統對監測數據進行實時分類存儲、統計匯總以及存檔上報等，有利于對各個區域乃至全國的水土保持地面監測數據進行分析[4]。

在無人監控的狀態之下，對于野外自動監控或是遙測裝置發回的數據，可以按照事先已經設計好的數據格式在數據庫中自動存儲。若處于暴雨季節，可以在室內對野外數據采樣以及遠程下載數據工作進行有效控制。通過以上各方面數據可對水土流失狀況進行實時分析，有利于預測水土流失的發展趨勢，并快速制定出防災應急反應方案。

2.5 嚴格依法審批

根據我國《水土保持法》規定，開展水土保持項目，必須與主體工程相一致，也就是說要充分重視水土保持監測工作以及監理工作，強化前期方案編制、審批環節等各個工作項目，以實現有效的監測和分析，促使后期竣工驗收環節能夠得到有效完善。

3 結語

當前，我國對于水土保持工作越來越重視，并且積極地將現代新技術應用于其中，以促使水土保持工作得到良好發展，同時實現了室內計算機管理系統的充分應用以及依法審批工作的進一步強化，有利于現代新技術在水土保持工作中發揮作用。

參考文獻：

[1] 李寶智.現代新技術在水土保持工作中的應用[J].工程技術研究，2017（9）：92-93.

[2] 彭智慧.淺談我國現階段水土保持監測技術和方法的現狀與發展方向[J].建筑工程技術與設計，2017（36）：736.

[3] 劉寧，楊勇耀，李華偉，等.基于遙感智能解譯技術的水土保持天地一體化監管系統開發應用[Z].北京北科博研科技有限公司.2018.

[4] 楊亞軍，張虹.金臺區農發水保項目建設中實用新技術的推廣與應用[J].中國水土保持，2014（7）：27-29.

（責任編輯：趙中正）