GIS技术在水土保持中的应用

刘雯霞

【摘要】GIS技术在水土保持领域的应用包括水土保持规划、土壤侵蚀危险性评价、开发建设项目水土流失监测、生态系统水土保持价值评估等。随着计算机技术的发展，GIS技术在水土保持工作中的应用将不断拓展与深入。在水土保持方案编制过程中利用GIS技术，可高效合理地配置各项水土保持措施。本文从GIS在水土保持规划设计中的应用、GIS在土壤侵蚀危险性评价中的应用、GIS在水土保持监测管理中的应用、GIS在河流生态系统多样性保护中的应用和GIS技术在水土保持中的应用方向这五个方面进行阐述。

【关键词】GIS技术；水土保持；应用

GIS主要是对各种空间信息进行收集、分析、存储、可视化表达的信息管理和处理系统，GIS能将数据和文字都清晰提供，并根据栅格数据以及矢量数据，将直观形象的空间图形和图像提供。GIS能对空间属性对象进行输入、输出、编辑、修改、查询。通过属性数据和图形信息输入地理信息系统，就能将动态进行管理和查询。GIS具有强大的统计运算和空间分析能力，能将已有资料进行处理和加工，从而得到科学结果，避免了主观随意性，对科学决策非常有利。所以GIS技术作为一种强有力的研究工具，应用领域非常广泛。

一、GIS在水土保持规划设计中的应用

通过实际应用GIS空间叠加计算法，以INFO软件对区域内的坡度图、坡向图进行系统分级，运用最大高差来为高程分级视流域进行确认，确认过程中极差不能小于10m。坡向的设置通常与植被分布有关，一般分为阴坡、阳坡、半阴坡、半阳坡。坡度、施工措施、植被、工程量的计算都与土地实际情况紧密相关。通过对规划地区设置1：50000的土地利用现状图，并且进行矢量化统计，将所的小斑矢量数据进行整体与分析，然后对小斑边界地区进行拓扑处理，最后得出规划地区各个小流域的所有小斑位置。对规划地区进行遥感影像的资料数据解译，通过在区域内建立USLE模型，对解译区域中不同地区的区域特点进行数据分析与统计。然后选择疑点较多的位置进行野外验证，将所得土地利用情况、土壤侵蚀程度、植被状况、地貌特征等情况进行规格化的数据统计，最后通过对该地区1：50000梯形图进行矢量化，将所得数据结合地形图进行详细比对，从而得出规划设计的具体方法。

二、GIS在土壤侵蚀危险性评价中的应用

GIS还能对水土流失生态风险进行有效评价，水土流失生态风险评价能对土地使用合理性以及侵蚀危险性的不同采取不同的方法。GIS技术支持的评价系统能从影响土壤侵蚀的危险性各种因素综合考虑，能有效将只通过土层厚度进行土壤侵蚀危险性和不确定性分析这一单调性分析方法避免，通过分析土壤组成成分，将其主成分和权重相乘从而得到风险图，将区域风险等级合理评定。通过GIS技术冰以大比例尺信息源为基础，采用试验观测资料以及土地系列制图资料等，采用多重处理方法，将资源清查和评价、预测和预报、决策和规划等服务提供，让小流域治理以及定位试验更加模式化、科学化、推广规模更大化。

三、GIS在水土保持监测管理中的应用

GIS在水土保持监测管理中的应用主要表现在：利用GIS的空间分析功能，在相关本底数据的基础上实现小流域的提取，从而构建数字化小流域；结合水土流失预测预报模型（USLE、RUSLE、CSLE模型等）。进行小流域土壤侵蚀预测预报和水土保持治理成效分析；结合小流域的水土保持治理情况，搜集相关信息，并进行矢量化和属性赋值处理，构建小流域自然环境本底数据库、水土保持治理信息库模型；通过WebGIS技术，实现水土保持基础数据库的共享和水土保持协同分析，使水土保持部门和相关职能部门对小流域情况有一个宏观上的把握，便于多部门统筹协作，制定区域性的水土保持规划和其他发展规划；通过计算机语言二次开发，构建专业的水土保持监测管理信息系统，实现水土保持监管工作的信息化和规范化。

四、GIS在河流生态系统多样性保护中的应用

许多在生態学角度很重要的河流，受农业生产影响严重，但由于生物多样性的保护，这些河流仍然保持较高的生态价值。流域管理机构采取了遮盖作物等保护措施以应对以上问题。然而在流域内以成本节约型的方式实施这些措施却较困难，因为人们不能确定在哪些地方采取措施最有效，或者实施这些措施后能带来多大的效益。为了改进保护措施实施定位，确定何处对生物多样性保护最有利，研究人员采用灵活的方法评估流域内土地的生态效益。一些河流，由于下渗和地下水补给减少而造成明显的枯水期和丰水期，另外由于河流泥沙沉积量大而使水质下降。这就更需要采取一定的措施来保护这些河流的生物多样性。

五、GIS技术在水土保持中的应用方向

地理信息系统作为一项将属性数据和空间数据一体化分析和管理的技术系统，在随着虚拟技术、JAVA相关技术的发展，正朝着网络化、真三维、分布式和时空信息系统的方向努力发展着，属性数据和空间数据一体化管理的逐步实现能将地理信息系统的应用范围极大扩展。GIS技术在水土保持中的应用主要有三个方面：第一，将水土保持基本数据库建立。水土流失与水土保持调查数据、科学研究数据、资源环境研究成果图件等相关资料收集，从而建立水土保持基本数据库，为水土保持研究和管理部门提供信息支撑。水土保持基本数据库主要有4个方面，即水土保持知识库、土壤侵蚀背景数据库、土壤侵蚀评价参数库、数据库信息元；第二，对区域水土流失情况迅速调查。将评价模型系统以及水土流失基本数据库作为支撑，通过RS监测和地面监测成果作为依据资料，研发能对区域水土流失原因快速锁定的技术系统；第三，水土保持管理信息系统。通过将GIS技术作为支撑，对不同类型的水土流失数据集成与快速处理，为水土保持工作的管理和决策提供决策方案和信息服务的动力，实现水土保持现代化和信息化。此系统主要由动态监测信息处理、文献管理、规划设计、辅助决策、数据管理以及数据通讯等七个子系统组成，具有水土保持辅助决策、信息服务、水土保持信息公告、水土保持规划设计的综合性功能。

GIS技术作为一门先进信息技术，通过与水土保持相关的信息和事实数据有效结合，能以立体、色彩、动感的画面将水土保持相关工作高效率的落实，不仅能将水土保持工作在传统处理方法中难以解决的问题有效解决，而且还能减轻人员的工作量。因此，大力推进地理信息技术有效应用于水土保持，年龄不仅是适应信息技术发展的需要，也是水土保持工作的一个新的发展方向。

参考文献：

[1]谷超杰.遥感及GIS在水土保持中的应用[J].地球，2016（5）.