卫星遥感技术在水土流失监测中的应用

张成 王泽东

青岛市水务事业发展服务中心 山东青岛 266071

摘要: 水土流失监测是指对水土流失现象的发生、发展、危害进行调查、观测和分析工作，通过水土流失监测，明确水土流失的类型、程度、强度与分布特征、危害及其影响情况，进而对水土流失防治做出科学合理的决策。卫星遥感技术作为一种现代化监测技术，以其覆盖面广、准确度高、时效性强的特点，能够有效地满足水土流失监测的各种技术要求，被越来越广泛的应用在水土流失监测工作中。

关键词：水土保持；水土流失监测；卫星遥感技术

1.水土流失监测概况

随着我国城镇化速度的加快，水土流失现象日益严重，开展水土流失监测能够及时、准确、全面、系统地掌握水土流失现状、动态及相关信息，为全国各级政府制定水土流失防治策略提供科学有效的依据。水利部印发的《全国水土保持信息化规划（2013～2020年）》中提出，针对我国水土流失类型、区域和动态监测的复杂性，治理目标多元性的特点，需要通过信息化手段实现水土流失监测点监测数据的自动化采集、传输；需要借助信息科技手段加强水土流失分布、动态变化、发展趋势的宏观监测信息获取与分析能力，为水土保持防治提供信息支撑；需要借助信息化手段实时、动态评价小流域生态环境状况；需要借助信息科技手段，监测分析生产建设项目土壤侵蚀模数与径流系数，为水土保持方案审批、城市雨洪调蓄能力提高提供信息支持。最初，我国水土保持监测方式以地面监测站为主，主要以人工监测的方式对径流、泥沙、土壤进行取样分析，得出水土流失数据。这种监测方式存在样本准确度低，人工成本高等缺点，严重制约着水土流失监测工作的开展。近年来，随着卫星遥感技术的普及，水土流失卫星遥感监测逐渐取代传统的人工监测方式，成为一种新型水土流失监测方法。

2.卫星遥感技术在水土流失监测中的应用

卫星遥感技术以人造卫星为平台，依托于高清摄像系统进行图像采集，具有覆盖面广、准确度高、时效性强的特点，保证了水土流失监测的精确度和实时性。随着数字图像处理技术的快速发展，卫星遥感技术在水土流失监测中的应用也在不断发展。

2.1 卫星遥感技术定义

卫星遥感技术是以人造卫星为平台，用安装在卫星平台上的传感器收集由地面目标物发射和反射来的电磁波,再通过对接收的数据进行分析和处理,获得对象信息的技术。卫星遥感技术具有以下几个特点：一、监测范围大，受地面环境限制小。对于自然条件恶劣、地面工作难以展开的地区，如高山、冰川、沙漠、沼泽等，或因区域界线不易到达的地区，用卫星遥感的方式比较容易获取资料，可实现大范围区域覆盖。二、获取信息速度快、周期短。由于卫星围绕地球运转从而能及时获取所经地区的各种图像资料，以便更新原有资料，或根据新旧资料变化进行动态监测。三、获取的数据具有综合性。 卫星遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据，这些数据综合地展现了地球上的许多自然现象，宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布，真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构筑物等地物特征，全面地反映了事物之间的关联性。

2.2 运用卫星遥感技术实现水土流失监测

运用卫星遥感技术实现水土流失监测，主要是通过高清摄像机来实现的。通过人工卫星上的高精度摄像机，采集目标监测区域内的地表图像信息，对图像中的土地利用现状、土壤种类、植被种类等图像信息进行精确记录，分类矢量化后形成数据图层，与GIS系统数据相结合生成分析模型。结合地理信息系统中的坡度、坡向、高程等地理信息，生成完整的水土流失空间数据模型。遥感图像提供特定区域内的平面图像信息，地理信息系统把平面信息立体化，使水土流失监测数据具备空间性和动态性。监测数据集中存储在数据服务器中，为进一步的遥感图像数据分析作准备。

2.3 卫星遥感图像水土流失数据分析

卫星遥感图像水土流失数据分析即对卫星遥感图像进行解译，从高清遥感图像中提取植被覆盖度等信息，植被覆盖度数据作为土壤侵蚀度计算的主要支撑数据，是水土流失数据分析的关键因素。植被覆盖度分析的原理是根据绿色植物的生理特点和植物反射波普特性，采集卫星遥感图像中能够反应植物特性的固定波长的波段电磁波，通过测量此波段电磁波的强弱值，根据计算模型，来量化计算该区域内的植被覆盖度。根据计算得出的植被覆盖度，结合监测区域内的降水因子、地质因子、沟谷密度因子等信息，利用土壤侵蚀度模型来计算本区域内的土壤侵蚀度，得出监测区域内的水土流失严重程度，达到水土流失监测的目的。

3.卫星遥感技术在水土流失监测中的应用前景

目前，以卫星遥感技术为核心的水土流失监测技术已逐渐开始推广应用。例如水利部开发建设的水土保持“天地一体化”监管系统，以卫星遥感监测为基础实现全国范围内生产建设项目实时监管，取得了良好的效果，为卫星遥感技术在水土保持领域的应用迈出了坚实的一步。卫星遥感技术作为一种现代化监测技术，以其覆盖面广、准确度高、时效性强的特点，已成为水土流失监测中不可取代的核心技术，发挥着重要的作用，展现出广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 马三保，薛振章，冯光成. 自动化监测系统在水土流失观测中的引进与应用 [J]. 水土保持通报, 2009(2):36-38.

[2] 薛明,马熙民. 基于RS技术的水土保持监测方法研究 [J]. 科技创新导报, 2011(24):14-15.