3S技术在水土保持工程中的应用

3S技术在水土保持工程中的应用

洪炳军

惠州市绿景水土保持咨询服务有限公司516001

摘要：3S技术作为高新技术，在国民经济建设的各个领域中，其应用均较为广泛。RS、GPS、GIS3种技术具备的特点不同，因此，将其有效结合在一起，为我国的水土保持提供了应用基础，并且成为我国水土保持的应用平台，为实时监测水土保持状况提供了技术支持。3S技术的应用不仅仅使我国的水土保持工作得到有效的管理，同时实现了对我国自然资源保护。

关键词：3S技术；水土保持；应用

引言

近年来，我国环境问题一直十分严重，因为生态环境不断遭到破坏，致使资源出现紧缺，环境问题已经成为制约经济发展的主要因素。伴随水土流失范围的扩大，3S技术的有效运用可以预防治理水土流失等问题，这也是我国解决生态环境的重要环节之一。

一、3S技术概述

3S技术是遥感技术，（RemoteSensing，简称RS）、地理信息系统（GeographyInformationSystems，简称GIS）和全球定位系统，（GlobalPositioningSystems，简称GPS的统称），是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。3S技术是现代技术发展的先导，对全世界的科技进步发挥着重要作用，在众多领域有着较为广泛的应用。

二、3S技术在水土保持中的应用

1、RS在水土保持中的应用

RS通过传感器对物体电磁波反射进行探测从而获取遥远的地球表面信息，且在获取过程中，能够对观测对象动态监测，不受探测地条件制约，具有大面积同步监测、快速准确、时效性强、操作简便等特点。在水土保持监测中，首先通过RS对地表信息进行扫描、摄影，获取遥感影像，其中包含了植被类型、土地利用类型等进行水土流失预测、水土保持的必需因子。可以准确对观测区域内水土流失情况进行调查分析。随着计算机技术的进步，遥感技术也得到快速的发展。在水土保持领域中，低空遥感与地面雷达可以实现近地面地表信息的获取，在过去，由于遥感常常受到云层阻碍无法获取完整准确信息，但是随着无人机的问世与发展，无人机与遥感技术结合使用可以克服这一问题，使遥感技术更具灵活性。利用遥感技术获取的遥感影像文件，为水土保持、荒漠化防治提供了依据，为水土保持工作做出了准确决策。

2、GIS在水土保持中的应用

GIS在国内起步相对国际较晚，20世纪80年代，GIS在水上保持中的应用逐渐显现出来。经过多年的发展，GIS在水土保持中的应用已经非常广泛，具体应用在水土保持动态监测、水土保持规划与设计、土壤侵蚀分析方面。在水土保持规划设计中的基础数据获取、水土流失分析、土地资源分析评价、水土保持措施布局、单项工程设计、投资概率预算和经济分析阶段中，都离不开GIS对遥感图像的解译、数据的获取、查询、分析、显示、评价功能回。在数据获取阶段，GIS基于遥感影像进行资料整理编辑。在水土流失、土地资源分析中，GIS利用其地学分析能力分析水土流失因子，得到区域流失特点、主导要素及流失趋势、在水土保持措施布局、工程设计、经济预算中，GIS将社会、人文、经济要素结合分析，将多方面复杂问题进行科学合理分析，为水士保持规划与设计提供科学决策、在水上保持动态监测中，GIS基于其空间分析功能在数据库中提取构建数字化小流域。结合水土流失预测模型进行小流域土壤侵蚀与治理成效预测。

3、GPS在水土保持中的应用

GPS能够快速、准确地确定空间位置，具有全时段、灵活方便作业、不受天气状况及通讯条件影响等明显优势，已经成为当今空间定位的主要手段，应用在水土保持中具有不可替代的位置。在水土流失调查特别是水土流失野外采点工作中，GPS能够提供准确的点、线、面三维坐标位置信息。GPS在水土流失监测中以1S的速度快速定位，实时对水土流失情况进行监测，获取连续动态的水土流失信息，从而实现对水土流失情况分析与预测，做出科学准确高效水土保持措施。

4、3S集成技术在水土保持中的应用

3S集成技术即RS、GIS、GPS三种地理信息技术的整体，是基于计算机发展产生的技术产物。在实际水土保持工作中，往往是三者集成在一起能发挥出更大的作用。“3S”系统能够自动化采集、实时性更新、动态性分析、智能化运用数据，从而实现为水土保持工作提供解决方案及科学决策。GPS准确定位，RS获取海量信息，GIS提取分析数据，进行综合性分析，形成对地监测系统凹。再将系统与水土流失预测模型结合，构建水土保持管理监测平台，从而更好地开展水土保持监测与治理工作，大大推进了水土保持技术的现代化与信息化。

三、水土保持管理领域中3S技术的发展前景

1、遥感调查水土资源

随着遥感技术分辨率的提高，已经成为3S技术的主要信息源，地理信息系统作为组织方式，利用定位系统对野外进行调查，如用定位系统匹配遥感系统的地物特征点，在野外用定位系统相机进行侵蚀区域的详细采集，利用地理信息系统将图斑中侵蚀类型进行分类判断，运用计算机自动读取，完成遥感调查土壤的侵蚀情况，将其运用于规划水土保持工作或公告水土流失的情况。对于小流域，在使用卫星图片的前提下，选取合适的范；利用低空无人驾驶飞机、定位摄像机、遥测遥控设备以及扫描仪对野外进行测量，通过地理信息系统做内业处理，结合图形和图像处理系统，实现实时监测小规模水土流失的动态情况，验收评估水土保持措施的成果。

2、辅助规划工作

在运用3S技术对小流域进行综合治理的过程中，其底图为遥感图，地形控制点测量使用的是定位系统，从而生成三维地形图，在地理信息系统中，研发出设计模块和制图模块，便于设计小流域的规划工作。通过网络技术，将有关信息传递给相邻的流域，完成综合图形信息以及汇总数据统计等工作，促使水土保持工作的进度更加快速。

3、验收成果和执法监督

利用3S技术可以对水土保持的成果进行验收。如有显示退耕还林还草的分布情况、新建高标准基本农田面积对比情况，由于定位系统的使用，土地规划的成果不会出现重复，便于一次性了解所有成果。3S技术可以监测正在开发或已经开发的项目，对地表的扰动情况，利于及时监测土壤的侵蚀程度和治理成果，对于乱砍乱伐、开荒毁林的情况进行监测并及时处理，保护水土资源。

结束语：中国面临的水土流失问题严重，任务艰巨，缺乏快速见效的控制方法。水土保持工作不仅需要国家及社会的大力支持，还需要科学先进的治理手段。“3S”技术集成了RS空间决策、GIS空间分析、GPS高精度监测的优势，未来在水土保持领域应用的空间会越来越广阔。“3S”在水土保持领域中的应用会朝着网络化、智能化、规范化、信息化发展。

参考文献：

[1]卢宝鹏，花全景，赵标，等.浅谈3S技术在水土保持中的应用[J].低碳世界.2015（12）.

[2]杨喆.“3S”技术在水土保持与荒漠化防治中的应用分析[J].南方农业.2016（12）.

[3]童河华.3S技术在水土保持与荒漠化防治中的应用[J].江西建材.2015（24）.