188宝金博页面版

第 24 卷第 1期 水 利 水 电 科 技 进 展 2004 年 2 月 利用 3S 技术实现小流域水土保持的动态监测 王冬梅 ， 赵 钢 ， 钱惠康 ， 卜 兆宏 (1． 江 苏省水利科学研究所 ， 江苏 南京210017； 2． 江苏省水利厅 ， 江苏 南 京210029； 3 ． 中国科学 院南 京土壤研究所 ， 江苏 南京210018) 摘要： 介绍 3s 技 术原理 ． 以方便水库试验为例 ， 通过 GPS 更新图与遥感影像、 地形图的叠加分析 ， 了 解水土流失面积及分布情况 ， 计算水土流失量 ， 进行 灾害预防和评估 ． 提 出手动与车载数据采 集相 结合 的更新模 式 ． 关键 词 ： 水土保 持 ； GPS ； RTK ； GIS ； RS ； 小流域 中图分 类号 ： S157； Tit／ 5 文献标 识码 ： B 文章 编 号 ： 1006— 7647 (2004}01— 0062— 02 近年来 ， 随着社会和经济 的发展 ， 毁林开荒的现 象比较普遍 ， 林地面积锐减 ； 此外过度 的放牧 ， 使草 场面积也 日益减少 ． 由于植被被大面积破坏 ， 水土流 失现象 比较严重 ， 不仅：α说钡嘏┝帜烈瞪 ， 使 生态失调 ， 经济遭到破坏 ， 还给河流带来大量泥沙， 使水库库容减少 ， 河流成为地上悬河 ， 降低了水利设 施调蓄能力和天然河道泄洪能力 ， 加剧了下游的洪 涝灾害 ， 给河道整治和防洪造成巨大困难 ． 水土流失 已成为当今世界环境问题 中极其重要的问题 ． 对水 土流失进行有效治理必须以小流域为单元进行 ， 而 目前对小流域水土流失缺乏有效的技术手段进行预 报 、 评估和监测 ． 传统的水土保持监测方法多是利用不同年份的 卫星遥感影像进行对 比分析来计算水土流失面积和 水土流失量 ， 这种方法成本较高， 更新速度较慢 ， 尤 其在雨水多发季节 ， 不能实时提供水土流失情况 以 制定相应预防措施 ， 且 由于遥感影像 比例尺较大， 计 算的结果精度较低 ， 不能有效地实现对重点区域进 行重点监控 ． 利用 3s 技术 ， 即 GPS ， RS， GIS 相结合 ， 可以实现重点时段对重点流域 的土地利用情况进行 快速、 准确地更新 ， 提供准确的水土流失面积和水土 流失量 ， 为灾害的发生 、 预防和治理提供科学的决策 支持 ， 及时采取措 施 ， 减 少不必要 的生命 和财产损 失． 所以本次测量利用 3s 技术选择一个水土流失严 重 、 地形比较典型的方便水库小流域进行 ． 1试验原理 全球定位系统( Global Positioning System， GPS ) 共 由 3部分构成 ， 即地面控制部分 、 空间部分和用户装 置部分 ． GPS 的主要特 点是全天候、 全球覆盖 、 三维 定速定时高精度 、 快速省时高效率及应用广泛 ． GPS RTK 技术是一种全天候 、 全方位的新型测量系统 ， 是 目前实时、 准确地确定待测点位置的最佳方式 ， 是基 于载波相位观测值的实时、 动态定位技术 ， 包括以一 台 GPS 接收机为基准站 ， 一台或多台接收机为流动 站 ， 以及用于数据传输的电台ll J ． RTK 定位技术是将 基准站的相位观测数据及坐标信息通过数据链方式 及时发送给动态用户， 动态用户将收到的数据链连 同 自采集的相位观测数据进行实时差分处理 ， 从而 获得动态用户的实时三维位置 ． 遥感 (Rem ote Sensing， RS) 探测地表物体对 电磁 波的反射和其发射 的电磁波， 从而提取这些物体的 信息， 完成远距离识别物体 ． 针对不同的应用和波段 范围， 人们已经研究 出很多种传感器， 探测和接收物 体在可见光 、 红外线和微波范围内的电磁辐射， 传感 器会把这些 电磁辐射按照一定的规律转换为原始图 像 ， 原始图像被地面站接收后 ， 经过一系列复杂的处 理 ， 提供给不同的用户使用 ． 卫星遥感影像能够快速 提供地球表面的信息 ， 1983 年， 我国就应用 RS 技术 对全 国的水土流失开展了普查 ． 高分辨率卫星遥感 影像 (如 IKONOS， SPOT5， COSMOS， OrbView 等) 能提 供大范围的水土流失情况所需的资料 ． 地理信息 系统 ( Geographica l Inform ation System， GIS)是近 2O年来发展起来 的一门综合应用系统 ， 它 能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来 ， 并把地理学 、 几何学、 计算机科学及各种应用对象 、 Intemet、 多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体 ， 利 ·作者 简介 ： 王冬梅 (1978一 ) ， 女， 江苏 南京人 ， 助理工程师 ， 硕士 ， 主要从事 3s 应用于水利方向的研究 ·62· 维普资讯 http://www.cqvip.com