遥感技术在水土保持监测中的应用

摘要：遥感技术在水土保持监测中发挥越来越大的作用，具有获取信息速度快，周期短的特点。

关键词：遥感技术 水土保持监测动态监测 监测流程

中图分类号： s157 文献标识码： a 文章编号：

水土保持监测是做好水土流失防治工作的重要基础,是国家水土保持建设宏观决策的依据与根本。随着遥感影像资源的丰富和处理技术的日益提高，遥感影像覆盖面广、周期快、分辨率高和信息量丰富等特点使得遥感技术在水土保持监测领域发挥越来越大的作用。

1 遥感技术的主要特点

1.1 遥感技术的定义

遥感技术可以认为是从远距离感知目标反射或自身辐射的可见光、电磁波、红外线结合目标进行探测与识别的一类技术。目前多指从人造卫星或飞机对地面进行观测，同时采用电磁传播和接收手段来收取目标的信息并对其加以分析的一类技术。

1.2 遥感技术的主要特点

遥感技术与其他技术相比，具有其自身的特点，主要优点如下：

（1）遥感技术可以大范围的获取数据资料，呈现宏观景象。遥感技术所采用的卫星，其在轨高度可达 910km 左右；即使是航摄飞机，其飞行高度也可以达到 10km。高度的优势可以使遥感技术覆盖面积广，大范围的获取数据资料。例如，一张普通的卫星图像，其覆盖面积多达3万多km2；

（2）遥感技术具有获取信息速度快，周期短的特点。卫星在围绕地球运转时能及时获取所经区域的各种的最新资料，以更新原有的旧资料，或者根据新旧资料的对比来进行动态的监测，这是人工实地测量所无法比拟的；

（3）获取信息受到很少的条件。地球上很多地方的自然条件是极 其恶劣的，人类是难以直接到达的。而采用遥感技术则可以避免地面条 件，能方便及时地获取各种宝贵资料；

（4）获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务, 遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物的内部信息。

遥感技术的主要缺点如下：（1）虽然能得到有关地球表面的信息，但内部的信息获取困难；（2）大气的不利影响不能完全根除，这样关于反射和放射物理量不可能全部表现出来；（3）天气条件、卫星轨道等外在因素的影响使所希望的图像未必立即得到。

2遥感动态水保监测分析

遥感动态水保监测是利用遥感的多传感器、多时相的特点，通过不同时相相对同一地区的遥感数据进行变化信息的提取。遥感信息的周期性和连续性为动态水保监测提供了可能。利用实时的遥感图像对土壤侵蚀强度的年度动态变化进行监测；分析土壤侵蚀总量以及年度变化趋势、植被资源动态变化趋势、工程措施治理效益、林草种植措施效益；对水土流失严重、生态环境恶化地区提出警示；通过对资料分析与评价，定期发布水土保持状况公告。

2.1．遥感动态水保监测的特点

一是采用的方法多样，以目视判读、计算机图像处理以及两者相结合的方法进行；二是监测的空间尺度广泛，从某典型小流域至整个流域乃至全国范围；三是监测的时间跨度大，从几年的变化到几十年的变化。

2.2．遥感动态水保监测的流程

遥感影像应用在水保监测中的目的主要是监测水土流失的变化情况，水土保持调查数据的真实程度和准确性，监督水土保持规划的执行情况和进展情况，为国民经济建设和发展提供科学依据。水土保持监测功能主要包括以下6个方面：面蚀监视，沟蚀监视，水文要素监视，其他监视，水土流失成因分析，水土流失危害预测。

(1)数据资料的获取综合分析影响水土保持的因素，包括土地分类、土壤侵蚀类型、侵蚀强度、地貌类型、母岩类型、植被盖度、坡度属性等，结合遥感技术的应用特点，着重从三个方面收集数据资料：①遥感影像资料(tm、spot)；②1:5万地形图、土地利用分类图、行政区划图、土壤侵蚀图等；③基于文字和数据表格的监测区详查资料。

(2)监测工作流程遥感动态水保监测技术主要是对不同时相的遥感数据进行组合、融合以提取出土地利用的变化信息，并结合实地调查与变更详查数据对监测变化信息进行核查，采用重点地区逐个图斑对照，一般地区统计比较的检查方法，对信息提取结果反复核查修改，直至满足精度要求。最后，生成各种格式的水土流失专题报表，通过各种统计分析预测未来水土流失变化，提取水土流失专题信息生成各种统计图表。包括以下3个方面：一是专题报表生成，二是统计分析，三是统计图表生成。

动态监测流程如图所示。

图土壤侵蚀信息提取流程图

2.3．水保监测精度评定

监测精度是水保监测的重要技术指标之一，监测方法和信息源是影响精度监测的主要因素。依据最新的土地利用现状图及使用gps接收机进行野外实测，对于小范围的试验区，针对5个像元以上的变化信息图斑逐个检查，进行精确定位；对于大范围的监控区进行抽样核查，最后统计动态变化图斑的属性、面积及精度比较等数据。

3 遥感技术应用于水土流失监测

水土流失的发生与发展不是一个静态的过程，而是一个时空变化的动态过程，它的监测与评估需要根据不同的目的而采用不同的尺度。不同的卫星遥感影像其特点也有所区别，如气象卫星影像具有监测范围大、时间分辨率高和数据处理费用低廉等优点，而其缺点是时间分辨率低，像元所反映的信息具有较大的地域混合。因此，气象卫星遥感技术适用于大范围，植被盖度、地表、坡度等组成物质比较均一的地方；资源卫星具有多时相特段、性多波，高空间分辨率等优点，有效地获取精确的地表信息，为水土流失信息的提取以及模型的分析提供数据保障。但它也具有对一个地区重复观测周期长，在关键时期有可能得不到所需的资料等缺点。为了满足水土流失监测在空间分辨率、时间分辨率等方面的要求，通常需要将不同来源的信息进行组合来提高了水土流失监测的数据源精度。

4．结论

总体来说，遥感技术依靠及时快速的提供信息和真实客观、形象的优点，可对水资源污染进行良好、有效地监测为及时采取防护、疏导措施和环境评价提供了基础，是水资源污染监测中非常行之有效的 技术手段。采用高新技术对土地利用现状进行动态监测，利用已有的土地利用、水保监测数据、图件以及最新的卫星遥感信息，在gps和gis的支持下，对水土保持进行动态监测，及时掌握水保的最新动态变化；将空间遥感数据和其他专业数据进行综合分析，提高了遥感技术在水利信息化应用中的深度，为国家水土保持生态环境制定、水土保持信息定期发布、各级领导宏观决策、水土保持监督执法、科学规划、治理措施实施等提供科学依据，并且是实现由传统水保向现代水保转变的有效措施和技术支撑。同时，它用最少的人力、物力完成全国的水土流失调查，它的费用是常规方法的千分之一或万分之一。遥感水土流失调查的成果对于水土保持治理规划、国土资源整治都将产生重要的应用价值和社会效益。