监测与遥测系统架构在水土保持工作中的应用分析

王月民

摘 要 随着我国经济水平的不断提升，人与自然和谐相处的理念得到了越来越多的重视，治理水土流失、改善生态环境已经成为我国建设和谐社会的重要组成部分。基于此，对现代新技术在水土保持工作中的应用进行分析。

关键词 现代新技术;水土保持;水土流失

长期以来，受到我国对环境保护工作不够重视的影响，我国多个地区存在土壤沙化严重、土地盐渍化严重、植被稀少、风沙大以及生态环境脆弱等现象，各地区为了满足经济发展需求，不断进行资源开发，导致水土流失越来越严重。因此，对水土流失情况进行控制、开展水土保持工作的重要性也就越来越显著。在此过程中，提升水土保持监测工作中的技术含量、对现代新技术进行充分应用，对于水土保持工作来说，具有十分重要的意义[1]。

1 监测与遥测系统在水土保持工作中的应用总体构架

将监测与遥测系统应用于当代水土保持工作中涉及到调查、规划、施工、监理、监测等多项工作。基于此，以水土保持监测网络及信息系统的建设为中心，提出新技术应用的总体框架。

作为全国水利信息化建设的重要组成部分，水土保持监测网络与信息系统要以国家信息化发展战略为指导，以实用性、前瞻性和科学性为基础出发点，共同应用自动化采集、网络GIS以及大型数据库技术，将水土保持管理工作加入到计算机网络信息管理之中。

要以水土保持监测点的自动化采集工作为基础，将典型抽样调查工作作为补充，采用遥感全球定位系统、无线通信系统、地理信息系统以及计算机网络技术共同作为技术支撑，形成各级水土保持监测点，共同构成水土保持监测站网体系，以实现有效的水土保持信息采集，进而强化针对水土流失及其防治的动态监测以及预测工作，促使相关信息的传输速度以及处理速度得到提升[2]。

2 监测点自动监测与遥测系统的具体应用

2.1 自动监测技术

一般来说，监测点由坡面径流小区、小流域控制站等各方面设施以及相应的自动监测设备共同组成，其中主要包含传感器、中央控制器、数据存储芯片等多个组成部分，能够实现高频率连续采集工作，且能够在艰苦的环境下进行精准观测，有利于提升动态分析工作的精度，改善了监测工作水平。

2.1.1 传感器

传感器是采集数据的感应器，不同类型的传感器所应用的工作原理各不相同。自动雨量计主要采用脉冲的方式对降雨量进行记录，并通过连续的降雨记录对降雨强度进行计算;土壤水分传感器主要利用土壤在不同含水量情况下的不同导电性能对土壤情况进行分析。传感器可以无线或有线的方式向中央控制器传输数据，其中无线方式大幅度提升了传感器安置的灵活性[3]。

2.1.2 中央控制器

中央控制器是开展自动监测工作的主机，其传感器、信号接口、数据通信接口以及数据存储芯片等多项设备均集成于单板机上。一般来说，一个中央传感器具有多个信号通道。

2.1.3 数据存储芯片

数据存储芯片能够临时存储传感器数据，但其容量有限，临时存储数据的时间主要在于数据采集的频率以及能够应用的传感器总数量。将数据存储芯片上的数据发送至数据库服务器中，即可对数据进行永久储存。可将芯片上的数据清空之后可以对芯片进行多次循环使用。

2.1.4 数据通信接口

数据传输可以采用多种形式实现，如本地下载的接口（移动硬盘、笔记本电脑串口等）或是远程数据传输接口（无线传输调制解调器等）。为了促使数据传输的安全性得到提升，一般情况下，中央控制器均具有现场数据下载和远程数据传输两种接口，有利于保障数据顺利传输。

2.1.5 电源

通常情况下，自动监测设备由蓄电池供电，蓄电池的充电问题可以通过太阳能发电设备解决。因此，监测现场基本不会出现不具有交流电的情况。

2.2 遥测技术

部分监测区域无法到达，只能采用遥测设备对其实施监测，例如通过激光测距仪对滑坡的位移进行测量。当前遥测设备主要由感应器、控制器、数据存储芯片等多项设备构成，数据传输工作则主要通过自动监测设备自身实现。

2.3 数据传输系统

自动采集数据后，需要将数据传输至数据库服务器上永久储存，应用微波、超短波、通信电缆以及卫星等多种快捷传输方式均可实现数据通信的实时传输，当前应用最为广泛且成本相对较低的传输方式即为拨号网络以及手机短信，但是手机存在信号盲区，所以采用微波传输或是卫星频道传输对数据进行传输的效果更好，但是其成本相对较高。对于此情况，最好的解决方式则为对数据定期进行现场下载。

2.4 室内计算机管理系统

室内计算机管理系统由数据存储、采集、控制、分析以及管理系统共同构成，其核心在于数据库，因为数据均存储于数据库服务器上。开展数据采集控制工作，需要应用计算机通信技术，以实现数据采样频率的控制和传输频率的控制;对数据开展分析与管理工作，需要利用地面监测软件系统，由地面监测软件系统对监测数据进行实时分类存储、统计汇总以及存档上报等，有利于对各个区域乃至全国的水土保持地面监测数据进行分析[4]。

在无人监控的状态之下，对于野外自动监控或是遥测装置发回的数据，可以按照事先已经设计好的数据格式在数据库中自动存储。若处于暴雨季节，可以在室内对野外数据采样以及远程下载数据工作进行有效控制。通过以上各方面数据可对水土流失状况进行实时分析，有利于预测水土流失的发展趋势，并快速制定出防灾应急反应方案。

2.5 严格依法审批

根据我国《水土保持法》规定，开展水土保持项目，必须与主体工程相一致，也就是说要充分重视水土保持监测工作以及监理工作，强化前期方案编制、审批环节等各个工作项目，以实现有效的监测和分析，促使后期竣工验收环节能够得到有效完善。

3 结语

当前，我国对于水土保持工作越来越重视，并且积极地将现代新技术应用于其中，以促使水土保持工作得到良好发展，同时实现了室內计算机管理系统的充分应用以及依法审批工作的进一步强化，有利于现代新技术在水土保持工作中发挥作用。

参考文献：

[1] 李宝智.现代新技术在水土保持工作中的应用[J].工程技术研究，2017（9）：92-93.

[2] 彭智慧.浅谈我国现阶段水土保持监测技术和方法的现状与发展方向[J].建筑工程技术与设计，2017（36）：736.

[3] 刘宁，杨勇耀，李华伟，等.基于遥感智能解译技术的水土保持天地一体化监管系统开发应用[Z].北京北科博研科技有限公司.2018.

[4] 杨亚军，张虹.金台区农发水保项目建设中实用新技术的推广与应用[J].中国水土保持，2014（7）：27-29.

（责任编辑：赵中正）