基于遥感与GIS的水土保持应用初探

◎刘辉

基于遥感与GIS的水土保持应用初探

◎刘辉

遥感技术主要指的是对目标进行识别和探测的技术，GIS是由地理数据、计算机系统以及用户组成，可以对地理数据进行存储、分析和评价的地理信息系统。本文首先对遥感技术与GIS联合的人机交互解译法进行阐述，基于这种方法，结合实例，将对一种遥感与GIS集成的地理信息系统进行分析。

水土保持学指的是对水土保持综合措施、水土流失规律予以研究的学科，主要目的是改良水土资源，维护土地的生产力，发挥出水土资源的社会效益、生态效益及经济效益。就目前来看，影响到水土保持的主要因素包含了植被覆盖率、降水率、土壤可蚀性、坡度及坡长等。

人机交互解译法

在水土保持方面，遥感在地理信息系统中的主要应用方法包含了光谱分析法、目视解译法、模型参数法和人机交互解译法，这些方法在实际应用中都取得了一定成绩，如目视解译法就曾应用在我国的内蒙古操场资源调查项目中，而人机交互解译法相对先进，它是利用GIS软件与人脑对遥感信息进行全数字解译的方法，它利用精确的遥感信息可以提取模型，可以对一些基本信息进行处理，并完成基本的图像编辑工作。

基于遥感与GIS的水土保持集成应用

遥感与GIS的集成。遥感可以为GIS提供重要的数据信息，利用遥感图像可以迅速完成地面目标属性与空间信息的提取工作，而GIS可以为遥感提供一个良好的技术环境，可以让遥感图形的精密程度得到提升，二者的集成，可以实现为双方提供便利。现阶段，较为成熟的系统集成模式可以分为三种，即表面无缝集成模式、整体集成模式与分开平行集成模式。表面无缝集成模式可以让GIS与遥感可以让系统在用户界面上更为统一，但系统的数据库与工具库却存在差异，整体集成模式对GIS于遥感的数据结构、数据模型在空间的分析上具有一个较为统一的认识，而分开并行集成模式让遥感与GIS的用户界面，系统的数据库、和工具库都更为独立，之间的关系仅仅是数据的传输。

数据模型的建立。数据模型指的是将现实生活中的实际环境按照一定的数学方法进行计算，转化为具有高度描述性的模型结构。我们通常将遥感图像视作二维场模型。在地理信息系统中，空间数据结构与空间的数据模型是中心部分，它们决定了系统在水土保持应用中的应用效果，现阶段，较为成熟的空间数据模型可分为多种，如栅格数据模型、超图数据模型、矢量数据模型、面向对象数据模型中。如在我国某个地理信息集成系统中，考虑到实际情况，就选择了面向对象数据模型，它可以对地理对象进行描和分析，该系统采用了UML统一建模语言。

多源空间数据的无缝集成。考虑到空间数据的多失控、多语义及多存储形式的因素，多元空间数据的无缝集成（Seamless Inegration of Multi-sourse Spatialdata）对系统的优化是具有重要意义的。（张雅文,许文盛,韩培.无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监测中的应用[J].2017,02:132-139.）其本身是一种可以对多种数据格式进行直接访问，不需要对数据格式进行转换的空间数据集成技术。其技术体系结构可分为三层，即数据提供层（Provider）、数据代理层（Agency）和数据消费层（Customer）。数据提供者可以对数据库和数据文件直接访问，而是用数据与消费模块可以对各种数据进行分析，将其表现，在数据提供者与消费者之间，数据代理可以成为二者联系的纽带。也就是说，这种多元空间数据无缝集成技术具有着数据集成不受格式影响、数据集成不受位置影响、可对多元数据进行复合分析与多格式数据可以直接访问的优点。

应用效果。如前文所述，利用这些技术可以建立起基于遥感与GIS的系统，这种系统应用在水土保持上具有良好的效果。（冯银治,刘世君,陈占岭.GIS技术在水土保持中的应用[J].河南科技,2015,14:152-153.）利用空间数据引擎可以对DEM数据、遥感影像数据以及文档数据、矢量数据进行访问。如对于土壤侵蚀等相关模型来说，模型库可以对其参数经验之后予以存放，并且将这些参数作为对外数据的接口，在数据进行处理之后，将模型进行调用就可以得出计算结果，而模型的管理模块能够让用户对模型参数根据实际情况作出适当调准，以提升结果的精确性。以我国某处的实际应用为例，其影像处理界面可参考图1。

图 1 影像处理局部图

结合图1，在此图像处理中，依照遥感图像处理模块，可以让使用者完成边缘的提取、色彩的调整等多种操作，同时，对于三位的图形还可以进行高程伸缩、投影变化以及三维环境设置等，通过颜色的区分，此系统可以对目标区域的植被覆盖情况、土壤侵蚀情况、坡度情况以及土地利用情况予以表现。针对这些情况的实际反映，可以针对薄弱的方面制定出专门的措施，如干旱情况严重，植被率较低，那么就可以加强集雨工程与沟道工程的建设，进而提高地表水的利用效率；如土地利用率低下，就可以根据表现图像对土地利用结构进行调整；如坡度不适合利用，就可以通过机械手段对其进行改造。

综上所述，基于人机交互解译法，将遥感技术与GIS进行集成处理，并建立空间数据模型，实现多源空间数据的无缝集成，最后建成系统可以将遥感技术与GIS的优势充分发挥出来，可以在实际应用帮助用户探索水土流失规律，进而制定相应措施，可以完成水土资源的合理改善。

（作者单位：西华师范大学）

西华师范大学基本科研业务费专项资金资助（项目编号14D007）