遥感技术在水土保持监测中的应用

期期刊速读内容来自《工程建设与设计》杂志2018年第3期的文章《遥感技术在水土保持监测中的应用》，作者周湘山，秦甦，魏凡，张磊，詹晓敏。

周湘山（1986-），男，四川成都人，工程师，从事水土保持监测、监督和无人机航测、倾斜摄影三维建模研究。

近年来，伴随我国持续、大规模、高强度生产建设项目的增多，我国大量的土地被占用，原有植被愈发稀疏，水土流失问题越来越严重，进行水土保持监测成为当务之急。而随着遥感影像资源的日趋丰富以及分类解译处理技术的显著提升，遥感技术凭借其周期短、速度快、分辨率高等特点，被广泛运用到现代生产建设项目的水土保持监测中去。论文结合遥感技术的相关概况，就其在水土保持监测中的应用状况加以探讨。

1 引言

水土保持监测是指从保护水土资源和维护生态环境的角度出发，通过借助多种技术手段，就造成水土流失的原因、水土流失发生的强度、影响范围、危害以及预防效果等加以动态监测和评估的过程，其在监测土壤侵蚀和水土流失等方面发挥着不可小觑的作用。但由于受诸多内外部因素的影响，水土保持监测工作也存在着显著的时效性问题。

而伴随遥感影像资源的日渐丰富以及分类解译处理水平的提高，遥感技术作为一种集覆盖范围广、周期短、信息量大、分辨率高等优点于一身的监测技术，逐渐引起社会各界的关注，并被运用到水土保持的规划、管理、监督等工作中去，俨然成为水土保持重要的监测手段之一。

2 遥感技术的基本概述

2. 1 遥感技术的定义

遥感技术是一种通过借助传感器自身特性，对远距离事物传达出的信号加以感知，并将所感知到的结果利用不同波段的电磁波有机整合到一起，最终实现对事物的准确探测与识别的测量技术。当前，我国所采用的遥感技术主要是通过利用卫星、无人机等监测地面，并借助电磁波传播和接收的方法对事物信息的准确性与否加以识别和分析。

2. 2 遥感技术的特点

2.2.1 能够实现大范围数据资料的监测

众所周知，遥感技术是一种能够通过感知远距离事物所传达的信号，探测出相关数据信息，并自动实现对数据信息识别的监测技术，这也就决定了其具有综合、宏观的特点。采用遥感技术可以获取从离地500m的无人机航拍影像到高达10km的航空影像以及高达910km的卫星图像，远远大于地面视域，形成不同分辨率的全覆盖监测方式。

2.2.2 获取信息速度非常快

由于卫星在围绕地球运转过程中，可以将所经过地区的各种自然现象实时监测并记录下来，这不仅有助于原有资料的及时更新，还能够通过对比不同时刻地物动态变化的信息，自动做出识别和判断。比如，高分二号卫星，其分辨率最高可达到0.8m，非常符合遥感对生产建设项目水土保持监测的要求，其技术指及参数如表1所示。

表1 高分二号卫星有效载荷技术指标

3 水土保持监测中遥感技术的具体应用

遥感技术作为一种能够实现大范围监测、获取大量信息等的监测技术，在农林、地质、水文、海洋、军事、气象等诸多领域已经得到广泛应用，其中，尤以在水土保持监测中的应用最为突出。

3. 1 在土壤侵蚀监测中的应用

从某种程度上讲，遥感技术在用于土壤侵蚀的监测方面已相当成熟，早在20 世纪70 年代，遥感技术便已经在监测土壤侵蚀工作中脱颖而出。在借助遥感技术进行土壤侵蚀监测时，应注意以下几点问题。

• 1）考虑到不同季节的云层和云量有所差异，因而受天气影响，在利用遥感技术监测土壤侵蚀时，影像具体的拍摄时间极易在一定程度上对土壤侵蚀相关因子信息数据的获取造成影响。究其原因，主要是由于地面植被较多，且大多数植被都会伴随季节的更替发生变化，而在对地面进行实际监测的过程中，植被的覆盖率又会直接影响土壤侵蚀程度的判断，这也就无形中增加了拍摄难度，从而影响土壤侵蚀信息数据的及时获取。

• 2）虽然利用遥感技术能够实现对土壤侵蚀强度的实时监测，但由于仅仅利用遥感卫星对土壤流失方程式中的各个因子加以提取和计算，并不能直观地判断出土壤侵蚀强度的大小，自然也很难保证所得数据信息的真实可靠性，这也是遥感技术的不足之处。

• 3）在对土壤侵蚀强度进行判断的过程中，会经历层层分类工作，无疑加大了判断难度，因而要求在进行土壤侵蚀强度的分类判断时，首先应区分遥感与非遥感信息的差别。

3. 2 在水土流失监测中的应用

鉴于水土流失属于动态变化过程，因而在利用遥感技术监测水土流失时，可针对具体状况，采取恰当的监测方法。比如，卫星监测，卫星遥感影像不同，其所具备的特点也各不相同。

比如，气象卫星，可以实现对地面大范围的监测，对时间也具有较高的分辨率，且在进行相关信息数据处理时，不会产生大的费用，但与此同时，由于像元所反映出的信息普遍呈现出地域混合的特点，因而其在监测范围较大、植被覆盖率高及组成物质相对均一的地方非常适用。

相比较而言，资源卫星虽同样具有较高的空间分辨率以及多时相波段等优点，且能够通过监测地面获取准确的地表信息，但周期性较长，难以实现所需数据信息的及时获取。

基于此，为尽可能地促使水土流失监测在时间、空间分辨率方面的要求得到满足，在水土保持监测中，通常需要借助原有建设项目区域的遥感影像资料，采用GPS定位就建设项目地区的地形、气候、植被等自然状况、土地的实际利用现状以及对地面或植被造成损害的水土流失情况等加以实时监测，并在遥感影像解译后对比分析植被覆盖度、监测区域面积范围、土石方开挖量以及防治措施量等的变化，最后运用遥感技术，建立起完善的水土流失监测范围数据库或图片库，依据监测结果就所获取数据信息进行综合性分析，力求更好地为水土流失监测数据源的准确性提供保障。

4 结语

综上所述，遥感技术是一种获取信息快、周期短、受限条件少，能够实现大范围监测的监测技术，其不仅能够应用于对土壤侵蚀以及水土流失的监测，还能用于监测水资源污染，对于水土保持的实现起着重大的促进作用。

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