現代技術在水土保持動態監測中的運用

陳澤銀

摘要：現代技術主要有3S集成技術、4D技術、智能化自動監測技術、三維激光掃描技術、VR技術等，各項技術的綜合應用可實現對水土保持的動態監測，具有監測空間更廣、數據信息更新及時、環境適應性強、重復監測周期短的優勢。可實現對野外水土情況的快速目標鎖定，通過衛星定位系統、地理信息系統、遙感技術的相互配合，將監測點中的水土保持情況以遠程監控實時可視化管控。在計算機硬件設備和軟件系統配備齊全的前提下，可以在計算機桌面上動態監測野外情況，其中無人機遙感技術可突破人類極限，自動完成環境條件惡劣流域的數據信息采集，有效提高了動態監測自動化水平。

關鍵詞：現代技術;水土保持;動態監測

由于水土保持流域空間面積較大，人工野外監測和調查難度較高，以往監測方法消耗了大量的人力、物力、財力、資源等，監測人員不但工作強度大，也無法實時監測野外水土保持情況，野外調查往往困難重重，且精準度和效率均不高。而我國又是水土流失最為嚴重的國家之一，水土保持刻不容緩，現代化技術的廣泛運用提高了水土保持動態監測水平，使監測人員對水土流失的類型原因、程度范圍、分布特征、危害影響、保持措施等因素監測和評估更加精準科學，是目前水土保持動態監測的重要工具。

1.現代技術在水土保持動態監測中的運用優勢

1.1現代技術的技術優勢

面對水土流失問題，動態監測系統會提前分析降雨量、植被覆蓋情況、土壤條件等方面因素，運用現代技術繪制出矢量圖和光柵圖，在計算機桌面上完成對監測區域的地圖繪制，并實時動態監測野外水土流失實際情況，提前采取水土保持措施，預防水土流失問題，對不可抗拒的地震、臺風、暴風雨等惡劣自然災害，也可在提前做好水土保持措施的基礎上減少生命財產損失，并有利于災后重建的順利開展，借助現代技術使水土保持動態監測直觀立體，可視化管理水平更高。

1.2現代技術的設備優勢

現代技術的設備運用，打破了以往數據信息只能通過人工現場采集的落后監測模式，設備更加智能化和自動化，通過遠程監控就可以實現數據信息的調用、審查、復審等環節，只要在計算機上建立模塊，并綜合應用各種現代化技術，就可實現數據信息的自動分析和查錯。減少了野外作業的設備攜帶數量，設備越來越先進和重量減輕，便于攜帶和室內外運用。例如：以往監測人員需要攜帶大量的圖紙、GPS設備、羅盤、相機、望遠鏡、計算機等，現代技術的應用將諸多功能都集中在了平板電腦或者智能手機軟件中，省略了大部分設備單一使用步驟，緩解了監測人員壓力，動態化監測結果也更加精準。

2.現代技術在水土保持動態監測中的運用

2.1現代3S集成技術的運用

現代3S集成技術主要包括衛星定位系統GPS技術、地理信息系統GIS技術、遙感系統RS技術，通過和大數據技術、網絡技術、通信技術等的有限結合，可實現水土保持動態監測目標。不但提高了監測水平，還能夠突破人類極限，完成以往無法監測或者監測困難的野外區域監測。例如：運用無人機遙感技術進行野外監測，可遠程操控無人機到達狹小或者范圍較廣的區域，通過無人機傳輸回的數據信息實時掌握野外全部水土保持情況，精準全面的繪制野外地形圖，并定期更新，以提升水土保持動態監測的精準度、效率、自動化水平，節約監測成本，降低人力、物力、資源的損耗。

2.2現代4D技術的運用

現代4D技術主要指DLG（數字線劃圖）、DOM（數字正射影像）、DEM（數字高程模型）、DRG（數字柵格地圖），在3D技術的基礎上實現了時間和空間的有效結合，廣泛應用與地理信息GIS領域，在3S技術的基礎上加以細化，精準度高更新速度快，具有成本低廉效率高的優勢。4D技術能夠精準高效的提供野外地形和土壤的實際地表數據信息，當水土發生流失或者變化時，能動態監測變化的數據信息，為土壤侵蝕預測和流域治理等水土保持決策提供科學依據。例如：監測人員在黃土高原水土流失嚴重區域構建了4D技術流域空間，以動態監測不同地貌和生態類型下的水土保持情況，數據框架試驗研究表明，4D技術的運用為提高動態監測效率和精度、精簡動態監測環節等開辟出了一條新的現代化技術道路。

2.3智能化自動監測技術的運用

人工智能技術的應用有效提高了動態監測的自動化水平，使野外監測點中的降雨情況、徑流狀態、泥沙和土壤水分流失情況等自動完成數據信息采集、傳輸、存儲、處理、分析等，不但提高了工作效率減少數據信息誤差，也使動態監測水平有效提升，更加精準科學，避免了人工操作失誤或者監測不及時影響水土保持效果，提高了水土保持動態監測的抗風險能力。特別是在需要連續監測和艱苦環境條件下監測的情況發生時，人工智能的自動化監測有效緩解了人工操作壓力，可勝任多項人工無法短時間內完成的高強度工作，大幅度提高了動態監測的質量和效率。

2.4三維激光掃描技術和VR技術的運用

三維激光掃描技術利用激光和相機捕獲地圖坐標和圖像信息，通過高精度的立體掃描大面積采集空間三維數據信息，可有效擴展和補充傳統監測方法的不足，提高動態監測效率和精度。例如：三維激光掃描技術可以運用到野外水土保持的動態監測中，采集水土流失強度和空間范圍、土地流失土方量、水土保持面積和相關參數等數據信息，能夠直觀的動態監測到水土坡面各監測點輕微地形變化，高精度的傳送水土坡面細溝侵蝕過程的全部數據信息，侵蝕量的平均精度可達96.85%，相比于以往落后的監測方法，其精準度更高誤差明顯縮小。VR技術又稱虛擬現實技術，通過在計算機桌面上綜合操作計算機技術、電子信息、仿真技術模擬虛擬環境，生成交互式的線上三維環境，為動態監測提供沉浸感、交互感、想象感、自主感等，使動態監測更直觀立體。

結語：水土保持監測關乎民生民情，在人們日益重視環境保護的當下，水土流失和土壤侵蝕等問題引起了社會的高度關注，水土保持相關技術人員致力于新理念、新技術、新方法的創新研發，以提升水土保持水平。現代技術的廣泛運用實現了實時動態監測目標，有效提高了野外監測的自動化水平，使監測人員在室內就可以完成對水土保持的動態監測和遠程管控。就目前各類現代化技術運用情況而言，大多處于初步探索階段，仍需相關技術人員不斷突破技術困難，解決技術性問題的同時提高動態監測質量和效率。

參考文獻

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