淺談3s在莊河市水土保持工作中的應(yīng)用

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簡介： 3s[3s即遙感技術(shù)（Remote Sensing）簡稱RS、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）簡稱GIS、全球定位系統(tǒng)（Global Position System）簡稱GPS]技術(shù)的引進(jìn)，填補了傳統(tǒng)水土保持工作的空白。它是一個融計算機圖形和數(shù)據(jù)庫于一體，儲存和處理空間信息的高新技術(shù)，把地理位置和相關(guān)屬性有機結(jié)合起來，根據(jù)實際需要準(zhǔn)確真實、圖文并茂地輸出給用戶，滿足對空間信息的要求，借助其獨有的空間分析功能和可視化表達(dá)進(jìn)行決策，并能在有限的空間中，發(fā)揮最大效益。當(dāng)前，3S技術(shù)日益成熟，在莊河市水土保持工作中應(yīng)用已初見成效。
關(guān)鍵字：水土保持；可持續(xù)發(fā)展；應(yīng)用

一、前言

（一）背景

　　莊河市位于遼東半島的東南部，瀕臨黃海，是大連、丹東、鞍山、營口四地區(qū)的交匯處，隸屬大連市。全市總面積為4039.03km²，大小河流364條，總長1500公里，縱橫交錯，形成了完整的水系網(wǎng)，流域面積為2853.2平方公里。

　　目前，莊河市的生態(tài)環(huán)境建設(shè)并不很樂觀，水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重。依據(jù)2000年遼寧省遙感資料調(diào)查，莊河市共有水土流失面積1429.84k㎡，其中強度侵蝕面積125.78 k㎡，占總流失面積的9%，中度侵蝕面積338.29k㎡，占總流失面積24%，輕度侵蝕面積957.85k㎡，占總流失面積的67%。

　　大連市是我國缺水城市之一，淡水資源匱乏，淡水人均占有量只占全國人均占有量的四分之一。而大連市重要的淡水水源地—英那河水庫、碧流河水庫就位于莊河境內(nèi)，只有保護(hù)和建設(shè)好水源地的生態(tài)環(huán)境，才能提高水源的涵養(yǎng)能力，改善水源質(zhì)量，保證充足的水源，保證大連經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，加強莊河市水土保持工作至關(guān)重要。

（二）莊河市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)的任務(wù)

　　目前，莊河市水土保持工作面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。水土流失防治任務(wù)艱巨，有1429.84k㎡水土流失面積需要治理。首先，要加強對主要供水水源地、庫區(qū)、生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)和開發(fā)集中區(qū)等區(qū)域的水土流失的預(yù)防保護(hù)和監(jiān)督管理。把項目開發(fā)建設(shè)過程中造成人為水土流失減少到最低程度。其次，堅持以小流域為單元進(jìn)行綜合整治，因地制宜配置各項治理措施，做到工程措施、林草措施、農(nóng)業(yè)耕作措施有機結(jié)合，更好地發(fā)揮各項治理措施的作用。突出重點，抓好示范。在立地條件好的地方，實施水土保持生態(tài)修復(fù)工程，實行封育保護(hù)，封山禁牧，充分發(fā)揮大自然的力量和生態(tài)的自我修復(fù)能力，促進(jìn)大范圍的水土保持生態(tài)建設(shè)，加快水土流失防治步伐。最后，重點加強水土流失監(jiān)測和管理信息系統(tǒng)建設(shè)，提高水土流失調(diào)查評價和監(jiān)測預(yù)報水平。

（三）3s技術(shù)的引進(jìn)

　　多年來，黨和政府對水土保持治理工作非常重視，做了大量工作。特別是遼寧省開展農(nóng)田基本建設(shè)“大禹杯”競賽以來，水土保持綜合治理成效顯著，共治理水土保持流失面積458.46 km²。但在治理過程中，仍然存在著不少問題。歸納起來有以下幾點：

　　1、傳統(tǒng)的水土保持生態(tài)環(huán)境規(guī)劃工作已跟不上時代的步伐，浪費大量的人力、物力，規(guī)劃治理不合理、不規(guī)范，效果不明顯。

　　2、在現(xiàn)代水土保持工作中，信息總量急劇膨脹，管理不善，缺乏水土流失變化趨勢的明確信息，沒有正規(guī)的信息管理系統(tǒng)，查找、實施效率不高。

　　3、沒有現(xiàn)代化的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，對我市的生態(tài)環(huán)境的認(rèn)識和管理，具有一定局限性和盲目性，難以獲得所需的生態(tài)環(huán)境建設(shè)的綜合信息，缺乏必要的技術(shù)支持。

　　4、人們的環(huán)境保護(hù)意識淡薄，邊治理邊破壞的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，盲目的開礦、修路、采石等造成人為水土流失現(xiàn)象時有發(fā)生。

　　因此，今后的水土保持工作治理任務(wù)還很艱巨。3s[3s即遙感技術(shù)（Remote Sensing）簡稱RS、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）簡稱GIS、全球定位系統(tǒng)（Global Position System）簡稱GPS]技術(shù)的引進(jìn)，填補了傳統(tǒng)水土保持工作的空白。它是一個融計算機圖形和數(shù)據(jù)庫于一體，儲存和處理空間信息的高新技術(shù)，把地理位置和相關(guān)屬性有機結(jié)合起來，根據(jù)實際需要準(zhǔn)確真實、圖文并茂地輸出給用戶，滿足對空間信息的要求，借助其獨有的空間分析功能和可視化表達(dá)進(jìn)行決策，并能在有限的空間中，發(fā)揮最大效益。當(dāng)前，3S技術(shù)日益成熟，在莊河市水土保持工作中應(yīng)用已初見成效。

二、3s在莊河市水土保持中的應(yīng)用

　?。ㄒ唬┧帘３忠?guī)劃中的應(yīng)用

　　首先，應(yīng)做好前期的準(zhǔn)備工作，打開3S工具，新建一個GIS工程，將當(dāng)?shù)氐慕谶b感圖像、現(xiàn)有的專題圖（如莊河市土地利用圖、莊河市水土流失現(xiàn)狀圖、莊河市土壤圖、莊河市植被圖等）、利用現(xiàn)代測量手段GPS進(jìn)行測量的有效數(shù)據(jù)分別導(dǎo)入、輸入工程中；第二步，在GIS工程管理器里，創(chuàng)建所需要的圖層，3S工具提供了創(chuàng)建點、線、多邊形、注記、GPS等類型的圖層，也可通過導(dǎo)入工具導(dǎo)入其他格式的數(shù)據(jù)來形成圖層。對于新建的圖層設(shè)置投影，以便有地理信息。然后進(jìn)行輸入、編輯等；第三步，當(dāng)創(chuàng)建一個圖層后，系統(tǒng)會自動生成與圖層對應(yīng)的數(shù)據(jù)表，也可通過修改數(shù)據(jù)表（添加字段）來實現(xiàn)，例如：長度、面積、項目名稱等。通過創(chuàng)建屬性字段，生成專題圖（即填充圖例，如：土地利用現(xiàn)狀圖、土壤質(zhì)地圖）下圖為莊河市土壤質(zhì)地專題圖。

　　第四步，創(chuàng)建地圖，選擇已經(jīng)存在的一個或多個圖層進(jìn)行疊加，形成完整的地圖。如下圖：

　　在地圖內(nèi)可實現(xiàn)空間分析，如小流域的地形分析（坡度的計算、坡向、繪制剖面線、計算土石挖填方、計算出水洪水的淹沒或水庫淹沒面積、可視區(qū)域分析）水文分析（分析水流方向、匯流累積、溝谷的提取、溝谷去短枝、溝谷編碼、溝谷分級、流域劃分等）。如對一個地塊進(jìn)行查詢，可直接點擊該地塊，切換到屬性表時，則有一個相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)閃亮。操作起來方便、快捷。如圖所示：

　　創(chuàng)建之后的地圖可以插入到“拼版”中修飾輸出，也可以直接輸出為圖片。

　　在3S系統(tǒng)軟件中，我們可以進(jìn)行土壤侵蝕分析、資源評價、措施布局、措施設(shè)計、工程制圖、概（估）算、效益分析、經(jīng)濟(jì)評價等一系列的水土保持規(guī)劃工作的平臺，應(yīng)用起來更科學(xué)、直觀。

　?。ǘ┍O(jiān)測中的應(yīng)用

　　3S特殊的地理信息功能，使它在我市水土保持監(jiān)測中起著舉足輕重的作用。利用3S工具進(jìn)行監(jiān)測，其方法是在GIS技術(shù)支持下的遙感監(jiān)測，可以將現(xiàn)有的水土流失及其保護(hù)措施進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分析動態(tài)監(jiān)測，即對土壤侵蝕的發(fā)生發(fā)展?fàn)顩r、環(huán)境影響及其控制的測定和分析。在莊河市水土流失監(jiān)測中，主要是針對莊河港、黑島電廠、花園口工業(yè)區(qū)、各小城鎮(zhèn)建設(shè)工業(yè)園區(qū)、海產(chǎn)品養(yǎng)殖、修建防潮大堤、丹莊高速路，以及四大水庫上游的監(jiān)測。監(jiān)測的對象包括土壤、地形、植被、氣象、水文、土地利用現(xiàn)狀、人為等影響水土流失的類型、流失強度的各因素、以及水土保持治理措施的進(jìn)度、質(zhì)量、效益等內(nèi)容。我們是利用GPS定時測距的空間交匯導(dǎo)航、準(zhǔn)確的時間信息，具有記錄地物屬性的功能實地進(jìn)行測量、將所測量的數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS工程，校正遙感影像。進(jìn)行跟蹤調(diào)查、綜合分析、研究。發(fā)揮其最大經(jīng)濟(jì)效益、社會效益。

　　（三）管理中的應(yīng)用

　　在3S在支持下，由于計算機支持空間數(shù)據(jù)管理，我們將現(xiàn)有的工程進(jìn)行有組織的管理，一個工程對應(yīng)一個目錄，工程里的所有圖層、屬性數(shù)據(jù)表、專題圖、地圖、統(tǒng)計圖表、拼版等都保存在工程目錄下。工程管理器是對工程下的各種文件進(jìn)行可視化分類管理，工程中的數(shù)據(jù)是獨立的，工程之間也不共享數(shù)據(jù)，它為我們快速管理、編輯與查詢提供了極大的方便。在我們打開的空間數(shù)據(jù)中，能產(chǎn)生有用信息，快速、準(zhǔn)確地提供科學(xué)決策依據(jù)，增強工作效率。

三、結(jié)論

　　水土資源是人類生存的根本，保護(hù)和利用水土資源，對經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展具有極為重要的意義。 3S技術(shù)的引進(jìn)，是我市水土保持工作中一個歷史性的轉(zhuǎn)折。它實現(xiàn)了水土保持項目前期工作與水土保持監(jiān)測信息系統(tǒng)建設(shè)一體化的思想，在規(guī)劃設(shè)計階段采集的數(shù)據(jù)直接作為治理項目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，不僅保證了小流域治理設(shè)計，驗收、監(jiān)測等數(shù)據(jù)的一致性，也達(dá)到事半功倍的效果，降低了水土保持成本，是一個方便、快捷的現(xiàn)代化管理工具。