遥感技术在四川省水土保持监测监管中的应用_唐云逸.pdf
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1、 四 川 水 利水土保持遥感技术在四川省水土保持监测监管中的应用唐云逸,游 翔*,杨雅松,姚 洋,廖睿智,杨玉婷(四川省水土保持生态环境监测总站,成都,)【摘 要】遥感技术在水土保持监测、监管工作中应用逐渐广泛和深入。文章通过介绍四川省水土保持监测监管的具体应用实例,总结遥感技术在水土保持工作应用中的优缺点,并为未来的技术应用方向提供参考和建议。【关键词】遥感 水土保持监测 水土保持监管 中图分类号:文献标志码:文章编号:()引言水土保持监测、监管是对区域或者某一项目的水土流失现状、水土保持措施实施情况等进行了解和评估的过程,两者均是水土保持工作的重要环节,两项工作的开展有利于预防和治理水土流
2、失,以达到减少水土流失造成的危害、最大可能保护水土资源的目的。传统的监测手段,主要依靠人工现场量测,监测效率低,大型项目需耗费大量人力物力。常用的测钎法和径流小区法等设施监测方法受人为活动扰动频繁、施工破坏较大,监测数据精度难以保障。传统水土保持监管主要通过相机拍摄、现场问询、资料分析等方式进行定性评价,导致项目实际扰动面积、堆土堆渣量等重要监管数据难以精准获取,铁路、高速公路等线型项目,只能挑选个别点位进行现场监管,导致监管的全面性和准确性受到限制。遥感等新兴技术在水土保持监测、监管工作中的应用有效弥补了传统监测、监管方法的不足。本文在对遥感技术应用原理介绍的基础上,阐述了其在四川省水土保持
3、监测、监管中的应用情况,总结了遥感技术应用的优缺点,为水土保持监测、监管相关技术的选择及应用提供参考。遥感技术水土保持监测监管应用原理遥感技术是利用遥感影像不同图斑的色彩、纹理、光谱等信息,对遥感影像进行分类,提取土地利用信息、植被信息等。卫星遥感技术结合、实测地形图等地形数据,对项目或区域水土流失现状、水土保持措施实施情况等进行分析,可助力水土保持监测、监管工作。对于单一生产建设项目,利用影像可提取工程扰动范围,确定取(弃)土场、临时堆土区、施工临时设施布设位置及规模,同时以地形数据为基础,通过影像解译、模型计算等,可提取水土保持措施、植被覆盖度、土壤侵蚀量等监测、监管数据。对于面域的监测、
4、监管,利用影像解译获得的土地利用数据,结合地形、植被覆盖等数据可用于计算区域土壤侵蚀强度和土壤侵蚀面积,分析土壤侵蚀空间分布情况,实现面域水土保持监测;通过解译遥感影像,提取疑似扰动图斑进行合规性分析,可实现面域水土保持监管。利用不同时相的遥感影像,可直观地了解监测、监管对象的变化情况,实现监测、监管通讯作者唐云逸,游 翔,杨雅松,等:遥感技术在四川省水土保持监测监管中的应用 动态化。四川省水土保持监测监管中的应用 四四川川省省水水土土流流失失动动态态监监测测 应应用用概概况况自 年起全国每年定期开展水土流失动态监测项目,该工作的主要目的是对全国各区县水土流失情况进行计算和分析。以 年四川省省
5、级监测区水土流失动态监测为例,以高分辨率遥感影像为信息源,通过基础资料收集、解译标志建立、遥感解译及专题信息提取、野外复核验证、土壤侵蚀模型计算、数据分析等技术手段,以县级行政区为单元,计算出 年四川省省级监测区水土流失面积及强度,通过对比历史监测数据,分析评价水土流失年度动态变化情况,实现动态监测。技技术术应应用用水力侵蚀定量计算基于中国土壤流失方程(),模型需对 因子数据进行叠加计算,其中降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子 由水利部下发;坡长因子、坡度因子 主要基于 地形数据计算获得;耕作措施因子 通过查表获取;而植被覆盖与生物措施因子 和工程措施因子 的计算需基于遥感影像的解译和提取。()遥
6、感解译土地利用、水土保持措施水利部下发高分辨率遥感卫星影像,分辨率均为,时相为 年 月 年 月,共计使用 景。根据遥感影像的空间分辨率、时相、色调和监测对象的几何特征等,结合外业调查,建立土地利用遥感解译标志。在野外调查建立的解译标志基础上,采取人机交互方法进行信息提取,采用目视解译,解译出耕地、园地、林地、草地等土地利用一级类 类,水田、水浇地、旱地、果园、茶园、其他园地等二级类 类。四川省省级监测区 年动态监测共计提取了 个土地利用图斑。结合解译标志,获取测区水土保持生物措施、工程措施、地表覆盖措施等水土保持措施的类型、长度和范围等数据。()遥感影像提取植被覆盖度利用 空间分辨率的 归一化
7、植被指数()产品提取研究区植被覆盖度。采用参数修订的方法,得到每年 个半月 空间分辨率的植被覆盖度数据,用于植被覆盖与生物措施因子 计算。监监测测成成果果与与分分析析()监测成果以县为单元生成各区县土地利用、植被覆盖、土壤侵蚀、水土保持措施、人为扰动地块五个专题的矢量或栅格数据,监测精度达到。并形成了图表成果,每个区县共计 张表格、幅专题图。()数据分析根据计算,年度省级监测区水土流失面积为,较上一年度减少了,减幅为 ,不同强度等级的流失面积也在减少,水土流失侵蚀强度表现出减缓趋势。从空间分布来看,省级监测区所有区县的水土流失面积均有所减少,其中水土流失面积减少较大的区域主要集中于嘉陵江下游省
8、级水土流失重点治理区、沱江下游省级水土流失重点治理区、峨眉山省级水土流失重点预防区。()技术应用分析利用遥感解译、提取土地利用、水土保持措施、植被覆盖等信息,利用模型计算,实现水土流失面积、强度、分布分析,以县级行政区为单元,分析评价水土流失年度动态变化,实现各级行政区动态数据严格闭合的省级监测区水土流失年度动态变化情况分析评价,为各级人民政府落实水土保持目标责任、开展生态文明评价考核提供基本依据。四四川川省省生生产产建建设设项项目目遥遥感感监监管管 应应用用概概况况生产建设项目遥感监管是利用遥感技术开展面域尺度水土流失监管的典型应用,其原理是利用卫星遥感影像解译疑似图斑,通过无人机遥测、现场
9、复核、平台录入等技术手段,判定生产建设活 四 川 水 利动和防治措施的合规性,从而为水土保持“三同时”制度落实提供监督执法以及决策依据。以四川省 年度生产建设项目水土保持遥感监管为例,在水利部全国 年生产建设项目水土保持“天地一体化”监管工作基础上,加密开展 批次省级监管,实现了覆盖全省域的区域性监管。技技术术应应用用()遥感影像收集及预处理收集覆盖全省的空间分辨率优于、时相以 年 月为主的遥感影像,对收集的影像进行辐射纠正、几何校正、融合、镶嵌等处理工作,确保全省监管影像全覆盖。()建立解译标志针对全省的不同类型生产建设项目,展开野外抽样调查,根据遥感影像特征和野外抽样调查结果,建立不同类型
10、生产建设项目解译标志。()扰动图斑遥感解译与下发遥感解译主要采取人机交互解译的方式,结合解译标志和先验经验,以四川省各县区内面积不小于 的扰动图斑作为解译对象,初步判定扰动图斑所属的生产建设项目类型,凡是符合扰动特征的,按疑似生产建设项目扰动图斑进行解译。遥感解译获取的疑似违规(未批先建、超出防治责任范围、风险图斑)图斑利用生产建设项目水土保持信息化监管服务平台下发至复核单位进行现场复核、认定,对认定为违规项目的开展查处工作,从而实现水土保持监管目的。监监管管成成果果与与分分析析()调查结果 年四川省省级加密监管共获取到卫星遥感影像 景,全省覆盖率为;共建立解译标志 套,涵盖公路工程、水利枢纽
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