GIS技術(shù)在水土保持中的應用

劉雯霞

【摘要】GIS技術(shù)在水土保持領(lǐng)域的應用包括水土保持規(guī)劃、土壤侵蝕危險性評價、開發(fā)建設(shè)項目水土流失監(jiān)測、生態(tài)系統(tǒng)水土保持價值評估等。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，GIS技術(shù)在水土保持工作中的應用將不斷拓展與深入。在水土保持方案編制過程中利用GIS技術(shù)，可高效合理地配置各項水土保持措施。本文從GIS在水土保持規(guī)劃設(shè)計中的應用、GIS在土壤侵蝕危險性評價中的應用、GIS在水土保持監(jiān)測管理中的應用、GIS在河流生態(tài)系統(tǒng)多樣性保護中的應用和GIS技術(shù)在水土保持中的應用方向這五個方面進行闡述。

【關(guān)鍵詞】GIS技術(shù)；水土保持；應用

GIS主要是對各種空間信息進行收集、分析、存儲、可視化表達的信息管理和處理系統(tǒng)，GIS能將數(shù)據(jù)和文字都清晰提供，并根據(jù)柵格數(shù)據(jù)以及矢量數(shù)據(jù)，將直觀形象的空間圖形和圖像提供。GIS能對空間屬性對象進行輸入、輸出、編輯、修改、查詢。通過屬性數(shù)據(jù)和圖形信息輸入地理信息系統(tǒng)，就能將動態(tài)進行管理和查詢。GIS具有強大的統(tǒng)計運算和空間分析能力，能將已有資料進行處理和加工，從而得到科學結(jié)果，避免了主觀隨意性，對科學決策非常有利。所以GIS技術(shù)作為一種強有力的研究工具，應用領(lǐng)域非常廣泛。

一、GIS在水土保持規(guī)劃設(shè)計中的應用

通過實際應用GIS空間疊加計算法，以INFO軟件對區(qū)域內(nèi)的坡度圖、坡向圖進行系統(tǒng)分級，運用最大高差來為高程分級視流域進行確認，確認過程中極差不能小于10m。坡向的設(shè)置通常與植被分布有關(guān)，一般分為陰坡、陽坡、半陰坡、半陽坡。坡度、施工措施、植被、工程量的計算都與土地實際情況緊密相關(guān)。通過對規(guī)劃地區(qū)設(shè)置1：50000的土地利用現(xiàn)狀圖，并且進行矢量化統(tǒng)計，將所的小斑矢量數(shù)據(jù)進行整體與分析，然后對小斑邊界地區(qū)進行拓撲處理，最后得出規(guī)劃地區(qū)各個小流域的所有小斑位置。對規(guī)劃地區(qū)進行遙感影像的資料數(shù)據(jù)解譯，通過在區(qū)域內(nèi)建立USLE模型，對解譯區(qū)域中不同地區(qū)的區(qū)域特點進行數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計。然后選擇疑點較多的位置進行野外驗證，將所得土地利用情況、土壤侵蝕程度、植被狀況、地貌特征等情況進行規(guī)格化的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，最后通過對該地區(qū)1：50000梯形圖進行矢量化，將所得數(shù)據(jù)結(jié)合地形圖進行詳細比對，從而得出規(guī)劃設(shè)計的具體方法。

二、GIS在土壤侵蝕危險性評價中的應用

GIS還能對水土流失生態(tài)風險進行有效評價，水土流失生態(tài)風險評價能對土地使用合理性以及侵蝕危險性的不同采取不同的方法。GIS技術(shù)支持的評價系統(tǒng)能從影響土壤侵蝕的危險性各種因素綜合考慮，能有效將只通過土層厚度進行土壤侵蝕危險性和不確定性分析這一單調(diào)性分析方法避免，通過分析土壤組成成分，將其主成分和權(quán)重相乘從而得到風險圖，將區(qū)域風險等級合理評定。通過GIS技術(shù)冰以大比例尺信息源為基礎(chǔ)，采用試驗觀測資料以及土地系列制圖資料等，采用多重處理方法，將資源清查和評價、預測和預報、決策和規(guī)劃等服務提供，讓小流域治理以及定位試驗更加模式化、科學化、推廣規(guī)模更大化。

三、GIS在水土保持監(jiān)測管理中的應用

GIS在水土保持監(jiān)測管理中的應用主要表現(xiàn)在：利用GIS的空間分析功能，在相關(guān)本底數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)小流域的提取，從而構(gòu)建數(shù)字化小流域；結(jié)合水土流失預測預報模型（USLE、RUSLE、CSLE模型等）。進行小流域土壤侵蝕預測預報和水土保持治理成效分析；結(jié)合小流域的水土保持治理情況，搜集相關(guān)信息，并進行矢量化和屬性賦值處理，構(gòu)建小流域自然環(huán)境本底數(shù)據(jù)庫、水土保持治理信息庫模型；通過WebGIS技術(shù)，實現(xiàn)水土保持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的共享和水土保持協(xié)同分析，使水土保持部門和相關(guān)職能部門對小流域情況有一個宏觀上的把握，便于多部門統(tǒng)籌協(xié)作，制定區(qū)域性的水土保持規(guī)劃和其他發(fā)展規(guī)劃；通過計算機語言二次開發(fā)，構(gòu)建專業(yè)的水土保持監(jiān)測管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)水土保持監(jiān)管工作的信息化和規(guī)范化。

四、GIS在河流生態(tài)系統(tǒng)多樣性保護中的應用

許多在生態(tài)學角度很重要的河流，受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響嚴重，但由于生物多樣性的保護，這些河流仍然保持較高的生態(tài)價值。流域管理機構(gòu)采取了遮蓋作物等保護措施以應對以上問題。然而在流域內(nèi)以成本節(jié)約型的方式實施這些措施卻較困難，因為人們不能確定在哪些地方采取措施最有效，或者實施這些措施后能帶來多大的效益。為了改進保護措施實施定位，確定何處對生物多樣性保護最有利，研究人員采用靈活的方法評估流域內(nèi)土地的生態(tài)效益。一些河流，由于下滲和地下水補給減少而造成明顯的枯水期和豐水期，另外由于河流泥沙沉積量大而使水質(zhì)下降。這就更需要采取一定的措施來保護這些河流的生物多樣性。

五、GIS技術(shù)在水土保持中的應用方向

地理信息系統(tǒng)作為一項將屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)一體化分析和管理的技術(shù)系統(tǒng)，在隨著虛擬技術(shù)、JAVA相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，正朝著網(wǎng)絡化、真三維、分布式和時空信息系統(tǒng)的方向努力發(fā)展著，屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)一體化管理的逐步實現(xiàn)能將地理信息系統(tǒng)的應用范圍極大擴展。GIS技術(shù)在水土保持中的應用主要有三個方面：第一，將水土保持基本數(shù)據(jù)庫建立。水土流失與水土保持調(diào)查數(shù)據(jù)、科學研究數(shù)據(jù)、資源環(huán)境研究成果圖件等相關(guān)資料收集，從而建立水土保持基本數(shù)據(jù)庫，為水土保持研究和管理部門提供信息支撐。水土保持基本數(shù)據(jù)庫主要有4個方面，即水土保持知識庫、土壤侵蝕背景數(shù)據(jù)庫、土壤侵蝕評價參數(shù)庫、數(shù)據(jù)庫信息元；第二，對區(qū)域水土流失情況迅速調(diào)查。將評價模型系統(tǒng)以及水土流失基本數(shù)據(jù)庫作為支撐，通過RS監(jiān)測和地面監(jiān)測成果作為依據(jù)資料，研發(fā)能對區(qū)域水土流失原因快速鎖定的技術(shù)系統(tǒng)；第三，水土保持管理信息系統(tǒng)。通過將GIS技術(shù)作為支撐，對不同類型的水土流失數(shù)據(jù)集成與快速處理，為水土保持工作的管理和決策提供決策方案和信息服務的動力，實現(xiàn)水土保持現(xiàn)代化和信息化。此系統(tǒng)主要由動態(tài)監(jiān)測信息處理、文獻管理、規(guī)劃設(shè)計、輔助決策、數(shù)據(jù)管理以及數(shù)據(jù)通訊等七個子系統(tǒng)組成，具有水土保持輔助決策、信息服務、水土保持信息公告、水土保持規(guī)劃設(shè)計的綜合性功能。

GIS技術(shù)作為一門先進信息技術(shù)，通過與水土保持相關(guān)的信息和事實數(shù)據(jù)有效結(jié)合，能以立體、色彩、動感的畫面將水土保持相關(guān)工作高效率的落實，不僅能將水土保持工作在傳統(tǒng)處理方法中難以解決的問題有效解決，而且還能減輕人員的工作量。因此，大力推進地理信息技術(shù)有效應用于水土保持，年齡不僅是適應信息技術(shù)發(fā)展的需要，也是水土保持工作的一個新的發(fā)展方向。

參考文獻：

[1]谷超杰.遙感及GIS在水土保持中的應用[J].地球，2016（5）.