展望3S技术在开发建设项目水土流失监测中的应用

□刘文娟

目前水土保持监测方法主要采用现场实地勘测的方法，利用手持式GPS结合地形图、测距仪、地质罗盘、照相机和尺子等工具，按不同部位不同类型对现场进行测量，并填表记录各个扰动类型区的基本特征及水土保持措施的实施情况。目前的监测手段比较落后,工作效率低，而且水土保持监测野外工作量大,现有测量方法不能满足快速、准确进行水土保持监测，利用先进的3S技术进行监测是水土流失监测必然的趋势。

1.3S的功能

GIS（地理信息技术）、RS（遥感）和GPS（全球定位系统）并称为3S。3S技术是信息化社会数字化生存的重要组成部分。3S结合应用，取长补短，三者之间相互作用形成“一个大脑，两只眼睛”的框架，即RS和GPS是所谓的两只眼睛，它们获得的信息向GIS即所谓的大脑提供信息，GIS即所谓的大脑进行储存、整理、分析，处理后输出图像形式或者数字格式的结论，以供决策者应用。

GIS从1970年发展至今，其定义随应用领域、技术及工具的发展而随之改变。以下是两个比较受认可的定义：Goodchild(1985年）定义地理信息系统是一套综合的获取、储存、管理、分析及展示自然现象及其相关信息的系统；Davis（1996）定义地理信息系统是一套以电脑为基础的系统，可以储存、管理、分析及展示空间数据，结合数据库及空间分析能力，制作各种产品。Davis（1996）的定义比 Goodchild(1985)的定义更明确了GIS是以电脑为基础，突出了展示空间数据和能够进行空间分析的特点。

不论何种定义，一般而言，地理信息系统的功能必须包括以下各项过程。

1.1 数据收集及输入

地理信息系统必须能接受来自各种来源的数据，如纸图、野外调查、航拍或卫星图片、遥感图片，GPS可以将纸图和野外调查数据转换为具有定位的电子图，输入计算机，输入计算机的图纸或者资料被转换为计算机可以接受格式的数据。

1.2 数据处理、储存及转换

各种来源的数据输入电脑后，计算机可以通过指令发现数据的错误，告知使用者加以修改后，储存于电脑中。数据来源多样，储存格式各异，必须经过转换后才能进行分析后加以应用。比如RS遥感获得的数据可以采用excel格式，结合GPS采集的数据，输入ArcView中，转换为有空间坐标的矢量数据；RS遥感获得的卫星图片与GPS结合可以直观地看到有准确坐标的地面图像情况。

1.3 数据分析和输出

通过数据的分析后，可以输出以图像或者数据格式的结论。

2.目前3S在开发建设项目水土流失监测中的应用

开发建设项目水土流失主要监测测内容包括与侵蚀有关的土壤侵蚀面积、强度、程度、侵蚀量、土体的位移和微地貌变化等，以及与水土保持效果有关的扰动土地治理率、水土流失总治理度、土壤流失控制比、拦渣率、林草覆盖率、植被恢复系数等。

RS遥感技术可以有效地监测不同时段内植被变化情况、土地扰动和侵蚀情况、土体位移和微地貌变化情况。通过分析RS获得的不同时段土壤侵蚀分布情况、水土保持措施现状情况，监测土壤侵蚀和水土保持措施。GPS定位系统不仅可以有效地监测侵蚀和措施的面积，还可以监测土方的面积、体积和开挖量等指标。通过RS和GPS两只眼睛获得的数据，被输入到GIS这个大脑中，进行储存、分析、整理和输出。

目前开发建设项目监测中应用Googl earth中的卫星图像对比、分析开发建设不同阶段地貌变化，结合地面监测可以得出水土流失防治责任范围、扰动面积、水土流失范围变化过程。

3.3S在开发建设项目水土流失监测中应用的前景

3.1 提高RS遥感卫星图片在日常生产生活中的应用

高精度、高频率民用卫星图像越来越得到普通用户的喜爱，随着国家遥感管理部门对卫星图像应用的推广，越来越多的普通用户将能够观看，还能够下载、处理和输出图像，使遥感卫星图更有效地在生产生活中得到应用。

3.2 提高3S在开发建设项目水土流失监测中应用

GIS不仅增加图像功能，还保持数字属性，即图像中每个点、线、面都有属性表对应这些要素，加以进一步说明这些要素的特性。比如实地监测位置水土流失强度，通过GPS确定空间坐标，将不同位置内水土流失强度与其对应面积进行叠加，计算出水土流失量。不同位置均保持三维坐标，所以开发建设项目开挖或者弃方量均能够通过卫星图像分析监测得出。

由此可以知道3S技术在开发建设项目水土流失监测应用中有着广泛的前景。广大的水土保持监测工作者应该加强3S技术的学习，将3S技术更加广泛地应用在水土保持监测工作中，更加有效的管理和控制建设开发建设项目造成的水土流失，使水土保持监测工作更好地服务于生态环境改善中。□