山西省水力侵蚀普查报告
2013-04-06
1 普查任务与进度
根据国务院第一次全国水利普查领导小组办公室下发的《关于下达第一次全国水利普查水土保持情况普查土壤侵蚀野外调查单元数量与分布的通知》(国水普办[2010]105 号),本次土壤侵蚀普查中的水力侵蚀普查在我省共布设1 168 个野外调查单元,涉及全省11 个市的110 个县。通过野外调查,获取土地利用、植物措施、工程措施、耕作措施等指标。
2011年2月,开始收集水力侵蚀普查所需的1∶10 000电子地形图和SPOT 影像图,并编制《山西省水力侵蚀普查质量控制工作方案》;3 -4月,完成野外调查单元1∶100 00 底图制作;5 -6月,完成野外调查单元SPOT 影像底图制作;7 -9月,开展水力侵蚀普查野外调查;10 -12月,对水力侵蚀普查野外调查成果进行数据处理,提交水力侵蚀普查成果。
2 水力侵蚀普查实施
2.1 资料准备
2.1.1 气象数据收集
2011年1月,在省水文水资源勘测局的鼎力帮助下,收集了全省106 个水文站点1981-2010年共30年的日降雨量数据。从4月1日开始,组织20余名省级水保技术人员对日降雨量数据进行系统审核,至4月底全部完成了气象数据收集与上报。
2.1.2 地形图收集
2011年3月初,在省水利水电勘测设计研究院的协助下,共收集到1 153 幅1∶10 000 电子地形图和SPOT 影像图(另外15 幅图分布在军事区域或省外未收集到)。
2.1.3 野外调查单元底图制作
(1)建立数据存储目录。数据存储目录按照省级、县级、调查单元、调查单元子目录(basic 和shp两个文件夹)依次划分为四级:一级目录为省级,编码为14;二级目录为县级,编码为6 位数(如离石区为142302),共110 个;三级目录为调查单元,编码为10 位数,共1 153 个;四级目录为调查单元子目录,共2 302 个文件夹。
(2)确定野外调查单元。首先对收集到的1153幅1∶10 000 电子地形图和SPOT 影像图进行坐标转换,由西安80 坐标转换成WJS84 坐标,然后按照野外调查单元确定原则和方法,逐幅图确定调查单元,勾绘调查单元边界。共确定野外调查单元1 153个,其中以小流域为调查单元的856 个,以正方形为调查单元的297 个。
(3)野外调查底图制作。利用Arcgis 软件,将1∶10 000地形图上勾绘的调查单元边界、道路、居民点、水系、等高线等数字化,然后配上经纬度、比例尺、图名、制图人等,将调查单元边界外扩2 cm 进行裁剪,制作成调查单元1∶10 000 底图;将流域边界、等高线套合SPOT 影像图,制作成调查单元SPOT 影像底图。
2.1.4 资料准备质量控制
按照国普办关于水力侵蚀普查资料准备阶段质量控制标准及质量控制要求,分两个环节从数据存储目录的完整准确性、调查单元确定的合理性、调查单元底图制作的正确性等方面,分别进行了省级复核、省级审查及国家级审查。省级复核对1 153 个调查单元逐个进行检查,合格率为100%;省级审查是采用抽查软件(WJSH.exe)从所有调查单元中随机抽取了200 个调查单元,逐个进行人工审查,并填写《资料准备阶段数据质量审核综合表》和《资料准备阶段数据质量审核抽查单元记录表》,合格率为100%。5月上旬,国普办的专业技术人员对我省完成的1∶10 000 调查单元底图进行了阶段验收,采用抽查软件随机抽取了30 个调查单元,经审查全部合格并通过验收。
2.2 野外调查
2.2.1 普查人员技术培训
为确保水力侵蚀普查野外调查工作保质保量按时完成,从省、市选派了20 余名水土保持技术骨干参加了国普办在太原举办的水力侵蚀普查野外调查培训。国家级培训结束后,省级普查机构于7月5日组织涉及野外调查任务的11 个市和110 个县的135 名水土保持技术骨干,对野外调查技术和质量控制进行了培训。主要培训内容为野外调查所需用品、野外调查工作步骤与质量控制标准、野外调查图勾绘方法、水蚀野外调查表填写与景观照片拍摄要求、调查数据的整理与录入以及县级普查机构提交的野外调查成果内容和完成的时间节点等。同时,下发了水蚀野外调查表(P502 表)填表说明与填表示例、土地利用现状分类表、水土保持措施分类表、全国轮作制度区划及轮作措施三级分类名称和代码表、野外目估郁闭度/盖度参考图、水蚀野外调查阶段数据质量审核表等纸质资料,为顺利开展野外调查工作打下了坚实基础。
培训结束后,为各县分发了野外调查单元地形图图幅编号、野外调查单元所在的1 ∶10 000 地形图、野外调查单元1∶10 000 工作底图与SPOT 影像工作底图、水蚀野外调查表以及电子文档光盘,现场签订了数据保密协议和数据交接确认单。
2.2.2 野外调查
省级培训结束后,市级普查机构相继组织了外业实地培训,县级普查机构随即开展野外调查工作。各县按照工作量大小,抽调技术人员逐单元到达实地,按照水蚀普查技术规定和质量控制要求进行地块勾绘、填表、拍照等相关工作。要求当天工作结束后,室内及时清绘调查成果草图、计算机录入水蚀野外调查表、将景观照片导入计算机,并进行复核、审查,相关人员签字确认。至9月底完成了全部的野外调查工作。
野外调查期间,从省级普查人员中抽调水土保持技术骨干实地巡查指导,及时解决野外调查中遇到的问题。同时,建立了公用电子邮箱,及时发布水土保持普查知识问答、答疑等,公布了答疑联系人和电话,随时进行咨询和指导,从而有效地促进了普查工作的顺利开展。
2.2.3 数据质量控制
按照国普办关于水力侵蚀普查野外调查阶段质量控制标准及质量控制要求,从三个环节采用外业和内业相结合的方法,对野外地块勾绘、信息填写、景观照片拍摄、室内调查图清绘、水蚀调查表录入等方面,分别进行了县级、省级及国家级审查。
8 -10月,省、市、县三级普查指导员,分别对完成的野外调查单元进行了实地审查。审查分县级审查和省级审查,首先,省级普查机构采用抽查软件(CCGJ.exe),在每县随机抽取县级审查的10 个调查单元和省级审查的1 个调查单元,在县级普查机构完成野外调查工作后,由省级普查机构专人告知县级普查机构抽到的10 个调查单元的编号,然后由县级普查机构逐单元进行审查,共实地审查了793个调查单元。省级审查采用任务分解的办法,对调查单元总数10 个以下的县,省级普查机构委托市级普查机构进行审查,对调查单元总数10 个以上的县,由省级普查机构进行审查,共实地审查了110 个调查单元。省级和县级均填写了《野外调查阶段数据质量审核综合表》和《野外调查阶段数据质量审核抽查单元记录表》,至10月完成了所有县的野外调查单元实地审查工作。9月20日至24日,国普办专家抽查了我省永和、原平、浑源3 县各3 个调查单元,基本符合要求并通过验收。
2.3 数据处理
2.3.1 成果提交与核查
野外调查结束后,县级普查机构向省级普查机构提交了纸质(调查成果清绘图、水蚀野外调查表)和电子(拷贝在县级目录系统下的水蚀野外调查表和景观照片光盘)数据成果及野外调查县级审查记录表,省级普查机构指定专人接收,核对调查单元成果数量及资料是否完整。之后,又组织水土保持专业技术人员对提交的调查单元成果逐单元、逐地块进行了内业核查,对填写的地块名称、措施名称等不符合规定要求的进行了修订,对有出入的地方和县级普查员一并进行讨论确定,努力做到地块闭合,表、图、照片信息一致。
水力侵蚀普查野外调查阶段,共完成了1 151个调查单元(分布在省内的1 143 个,分布在省外的8 个)的野外调查工作,另外的2 个调查单元因属军事禁区无法到达未完成。
2.3.2 成果录入
为保证野外调查成果录入准确,省级普查机构派出三名水土保持专业技术人员配合计算机专业人员共同对野外调查成果进行数据录入。将水蚀野外调查表和景观照片对应拷贝在目录库中所在县、所在单元的basic 文件夹中;对野外调查成果清绘图进行扫描,存储在目录库中所在县、所在单元的basic文件夹中;采用Arcgis 软件,对调查成果清绘图的地块边界线进行数字化,存储在目录库中所在县、所在单元的shp 文件夹中;最后为每个地块添加地块属性字段、为地块属性字段赋值,建立地块属性表。
2.3.3 质量控制
按照国普办关于水力侵蚀普查数据处理阶段质量控制标准及质量控制要求,从两个环节对普查数据存储目录完整与准确性、数字化调查清绘成果图的准确性、坐标与投影定义的正确性、地块与等高线属性表的正确性等方面,分别进行了省级复核、审查及国家级审查。
省级复核采用地块面、汇总上报和栅格检查3个软件程序,对全部野外调查单元进行了复核,全部通过程序审核。省级审查采用人工会审的办法,采用抽查软件(WJSH.exe)从1 151 个野外调查单元中,随机抽取了231 个(20%)调查单元,组织10 余名水土保持技术骨干,对照清绘图、照片、水蚀野外调查表,集中进行了审查,同时对输入笔误的地方进行了纠正。之后,又抽出专人,对照水蚀野外调查电子表和纸质表,逐单元逐地块检查,直至认为合格为止。省级审查同时填写了《数据处理阶段数据质量审核综合表》和《数据处理阶段数据质量审核抽查单元记录表》。
省级复核与审查结束后,国普办的专家从我省完成的所有野外调查单元中,随机抽取了10 个调查单元进行审查,全部符合要求并通过验收。
3 水力侵蚀普查成果
本次水力侵蚀普查我省共需调查1 168 个野外调查单元,收集到1 153 幅野外调查单元1∶10 000电子地形图和SPOT 影像图,另外15 幅图分布在军事区域或在省外未收集到;实际完成了1 151 个单元的野外调查工作(其中分布在省内1 143 个,分布在省外8 个),另外的两个调查单元因分布在军事区域无法到达未完成。1 151 个调查单元涉及我省11 市的110 个县,共完成成果图1 151 幅。
本次普查提交的成果有电子数据和纸质数据,其中电子数据包含二级、三级、四级目录的文件体系,及四级目录basic 文件夹中的“水蚀野外调查表.xls”、“相关野外调查底图文件”、“景观照片”等和shp 文件夹中的数字化文件bjxp、dgxp、dkxp、dkmp 及其后缀不同的若干过程文件。纸质数据包含“野外调查单元SPOT 影像底图”、“野外调查清绘图”、“水蚀野外调查表”,分市装订,共22 册。
按照本次普查的技术路线和方法,国普办通过对我省普查提交的气象数据、野外调查指标进行分析,结合土地利用图、遥感影像、土壤图、DEM 图等计算获得水力侵蚀因子,建立水力侵蚀模型,计算出水力侵蚀模数,根据《土壤侵蚀分类分级标准》判断水蚀强度,统计出了不同水蚀强度的面积。结果为:全省水力侵蚀面积70 282.57 km2,其中轻度26 706.92 km2,中 度 24 171.75 km2,强 烈14 068.72 km2,极 强 烈 4 277.48 km2,剧 烈1 057.70 km2。从普查结果来看,全省水力侵蚀面积下降,强度减弱,中度、轻度水蚀面积占72.39%,强烈以上水蚀面积仅占27.61%。
4 存在问题及处理
从国普办下发的水力侵蚀普查野外调查单元数量与分布情况来看,一些调查单元所在的县级区划名称很笼统,只写× ×市辖区(如太原市辖区),按目前的行政区划,未具体到县级;另外,还有一些调查单元落在了别的县,因此需要重新明确归属地和进行调整。对这些问题,在普查过程中根据调查单元所在的1∶10 000 地形图图幅名称,在现有的山西省行政区划图上逐单元查找,将归属地不明确和有出入的调查单元进行了重新划分。最终明确归属地和调整的调查单元共186 个(其中明确归属地的调查单元114 个,调整的调查单元72 个)。