3S技术在辽宁省荒漠化和沙化监测中的应用

周定辉

(辽宁省林业调查规划院，辽宁 沈阳 110122)



3S技术在辽宁省荒漠化和沙化监测中的应用

周定辉

(辽宁省林业调查规划院，辽宁 沈阳 110122)

辽宁省荒漠化和沙化监测全面查清辽宁省荒漠化和沙化土地的现状及动态变化，为国家及地方制定防治策略和规划提供依据。文章对RS( 遥感) 、GPS( 全球定位系统) 、GIS( 地理信息系统) 技术在辽宁省第5次荒漠化和沙化监测工作中的应用进行了总结。3S技术降低了调查人员工作强度，提升了调查精度和工作效率。

3S技术；平板电脑；荒漠化和沙化监测

荒漠化和沙化已成为当今全球最为严重的生态环境问题之一。中国是全球荒漠化和沙化面积大、分布广、危害严重的国家之一。辽宁省的北部和西北部与内蒙古高原科尔沁沙地南端接壤地区，风沙危害极为严重，辽河水系沿河沙地和辽东湾沿海沙地风沙危害也相当严重。

荒漠化和沙化监测是贯彻落实《中华人民共和国防沙治沙法》，履行《联合国防治荒漠化公约》的重要手段，是搞好防治工作和防灾减灾的重要基础。根据《防沙治沙法》的有关规定，为及时掌握我国荒漠化和沙化的最新状况及其动态变化，国家每5年开展一次全国荒漠化和沙化监测。辽宁省沙化和荒漠化土地监测体系于1994年建立并进行初查，至今已开展五次荒漠化和沙化监测工作。最近的一次是于2014年启动的第五次荒漠化和沙化监测。

1　第五次荒漠化和沙化监测范围

1.1荒漠化监测范围

辽宁省荒漠化监测范围为湿润指数在0.05～0.65之间的地区，行政范围包括朝阳市的7个县(区、市)，104个乡镇，其中完整乡镇69个，部分乡镇35个。

1.2沙化监测范围

辽宁省沙化监测范围为所有分布有沙化土地和有明显沙化趋势土地的地区，涉及9个市18个县(市、区)203个乡(镇、场)。按分布区域和沙化土地成因，划分为3个沙区，即科尔沁沙地、辽河水系沿河沙地、辽东湾沿海沙地。其中，科尔沁沙地分布在辽宁北部和西北部地区，其范围包括昌图、法库、康平、新民、阜新、彰武、北票、黑山、义县、建平等10个县(市)137个乡(镇、场)。辽河水系沿河沙地分布在辽宁中部地区，其范围包括辽中、台安、盘山3个县20个乡(镇、场)。辽东湾沿海沙地分布在渤海的辽东湾沿岸，其范围包括绥中、兴城、连山、龙港、瓦房店5个县(市、区)46个乡(镇、场)。

2　技术路线

辽宁省第五次荒漠化和沙化监测采用高分辨率遥感数据判读与地面调查相结合的技术路线。监测以图斑为基础单元，逐级获得乡、县、市、全省以及任意区域的荒漠化和沙化空间分布信息和统计数据。

应用经过几何精校正和增强处理后的卫星遥感数据，在建立现地调查数据库的基础上，利用计算机软件分别按荒漠化和沙化类型目视解译划分图斑，并对调查因子进行初步解译，然后到现地核实图斑界线和调查、核实各项调查因子，按要求建立图斑现地调查数据库，获取荒漠化、沙化土地和其他土地类型的面积、分布及其他方面的信息。

图1　辽宁省第五次荒漠化和沙化监测技术框架图

3　3S技术的应用

传统的荒漠化和沙化监测针对研究区进行连续定点的荒漠化及沙化类型和程度等的调查、记录分析。该方法监测范围小。但要实现中大尺度范围的监测，传统方法周期长，野外调查工作量将十分巨大，因此有很大的局限性。日益成熟的“3S”技术，即遥感 (RemoteSensing，RS)、地理信息系统 (GeographicInformationSystem，GIS)和全球定位系统 (GlobalPositionSystem，GPS)技术，在时空上为实现中尺度以上范围荒漠化和沙化动态监测，提供了必要的技术保证。随着3S技术的不断发展，将遥感、全球卫星定位系统和地理信息系统紧密结合起来的“3S”一体化技术已显示出更为广阔的应用前景。

3.1遥感的应用

为满足调查的准确性和现势性，由国家林业局统一采购近期遥感影像资料，制作调查所需要的正射影像图作为工作底图。从根本上保证全省荒漠化和沙化土地监测工作具有高效和稳定的信息源，较好地解决了以往野外调查耗工耗时的问题，提高了调查工作效率。

3.2地理信息系统的应用

3.2.1输出监测底图结合遥感数据和前期荒漠化和沙化监测数据资料，叠加行政界线、公里网、图廓线等基础地理信息。

利用地理信息系统软件ArcGIS制作包含以上空间数据的地理信息数据库。为方便全省各县调查工作，输出全省荒漠化和沙化监测1∶25 000图纸共计620幅，按乡或县为单位输出分幅索引图。

3.2.2图斑区划及外业调查根据辽宁省第五次荒漠化和沙化监测实施细则，基于上述数据库根据不同地物特征选择适宜的比例尺进行初步区划，原则上，图斑区划比例尺不小于1∶10 000。现地调查核实期间侧重对间隔期内土地利用类型、荒漠化和沙化土地类型、沙化土地程度、植被盖度级、治理措施等有变化的图斑进行调查。

(1) 图斑界线划分有误的，根据现地情况进行修正。

(2)对荒漠化和沙化相关因子，现地进行实地调查。

将区划好的闭合图班转入地理信息系统软件ArcGIS，在系统中输入全部调查因子。

3.2.3拓扑求积图班图形数据须为高斯- 克吕格投影，采用1980年西安坐标系，建立统一的面状拓扑关系，图班不能重叠或遗漏，无复合图斑。

3.2.4制作专题图在基础地理信息和图斑图形数据的基础上用GIS软件编制荒漠化和沙化土地分布图。对行政界线、主要水系、沙化和荒漠化图班区划数据等进行分层管理，可以灵活地根据不同用户的需求提取相关的信息并生成各种尺度的专题图，如某单位沙化土地类型分布图、某单位沙化程度分布图等。

3.3内置GPS的平板电脑的应用

本次监测中部分县(市、区)外业信息使用手持移动平板电脑进行采集和录入。平板电脑内置GPS功能，安装了荒漠化和沙化监测地面信息采集系统软件。

为适应移动平板电脑快速处理遥感影像、基础地理信息等数据的需求，应将遥感数据等通过桌面端软件经格式转换和数据处理后下发各乡的数据包括专业数据、遥感影像和照片库。将上述数据导入到平板电脑上。以方便外业数据的采集和信息管理。

平板电脑内置GPS功能，通过地面信息采集系统软件的应用，外业调查过程中能现地拍照，实时定位导航，按需查询所处位置的地理信息和图斑属性，及时录入属性因子和图形编辑，降低了作业人员的劳动强度。改变了传统的沙化荒漠化调查模式，推动了林业向信息化、智能化方向发展。

4　结论

3S技术的应用为全省荒漠化和沙化监测节约了大量的人力、物力，大大降低了作业强度，提高了监测质量和精度，而且将大量抽象、枯燥的调查数据通过专题图、照片等形式生动直观地展现，以更好地提供决策支持。基于3S技术的平板电脑、PDA等便携式设备的使用日益频繁，各级相关部门要加强实用业务培训，建立科学的工作预案，应对设备使用中出现的各种突发状况。

[1] 范文义,罗传文.“3S”理论与技术[M].哈尔滨：东北林业大学出版社，2003: 181-191

1005-5215(2016)05-0096-02

2016-03-14

周定辉(1981-)，男，湖北石首人，硕士，工程师，主要从事林业调查规划与信息化工作.

S758.4

Adoi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.05.039