3S 技术在水土保持与荒漠化防治中的应用

丁丽

（朗为（天津）能源科技发展有限公司，天津300457）

1 概述

近年来我国经济得到了快速的发展，但不得不说很多都是以牺牲生态环境为代价换取的，我们虽然获得了较高的经济效益，但是对赖以生存的环境也造成了严重的破坏，其中最为严重的就是水土流失和土地荒漠化问题。3S 技术在水土保持与荒漠化防治过程中的应用推动了我国水土流失和荒漠化防治动态监测网的建立，该网络的建立为我国全面预测、监测以及调查水土流失和土地荒漠化情况提供了可能。

2 3S 技术的相关概述

所谓“3S 技术”指的是对地理信息系统（GIS），全球定位系统（GPS）和遥感技术（RS）的应用。其中地理信息系统是一款计算机软件，主要能够以计算机为载体对地理空间数据进行获取、查询、整理和统计。在地理信息体统中，人们能够通过地形图获得与调查和监测有关的数据。GPS 是一种能够实现定位与导航的系统，它主要通过与卫星通讯进行定位，GPS 定位与传统的定位方式相比定位精度更高、定位速度更快，因此现如今被广泛的应用于军事领域、土地测量领域以及野外考察等领域，GPS 技术在水土保持和荒漠化防治中发挥了不可替代的作用。遥感技术（RS）则是一种综合性较强的现代测量技术，遥感技术应用能够快速高效的收集地球表层各类事物的信息，并根据实际需求进行进一步的扫描、传输和处理。通常来说，遥感技术与全球定位技术进行结合应用，能够更好的在环境质量检测、植被资源调查以及农作物产量估测中发挥优势。从上述描述中不难看出，地理信息系统、全球定位系统以及遥感技术三者是相互依存的，随着实际生活中3S 技术应用范围的不断扩展，在实际操作中单独应用一项技术往往无法满足既定需求，因此越来越多的应用工程需要综合利用三项技术，充分发挥各自的优势，进而获得更准确有效的检测数据。地理信息系统，全球定位系统和遥感技术的优缺点总结如表所示。

3 水土流失与荒漠化概述

3.1 水土流失与荒漠化的概念

水土流失指的是在水流的作用下，土壤出的现侵蚀、运动和沉淀等现象。在正常的生态环境中，地表发生土壤侵蚀的速度十分缓慢，且土壤侵蚀通常与土壤形成处于平衡状态，这种土壤侵蚀被称之为自然性侵蚀。而如果人类在生产生活中，通过一些人为的外界因素，使地表土壤被侵蚀的速度变快，打破了这个平衡状态，久而久之地表土壤就会发生土质移动，随着土质流失移动的程度不断扩大，就形成了水土流失现象。

荒漠化指的是在气候环境以及人类无节制行为活动的影响下，原本干旱、半干旱以及亚湿润干旱地区的土地出现的退化现象。迄今为止，我国是世界上土地荒漠化最为严重的国家之一，我国涉及18 个省，超过国土面积三分之一的部分都存在潜在荒漠化问题，且我国土地荒漠化速度不断上升，土地荒漠化会导致土地生产力急剧下降，同时会对环境造成污染，对人们的正常生产生活造成了直接的威胁。

3.2 水土流失与荒漠化的现状

以内蒙古自治区为例，在全国范围内，内蒙古自治区由于自身具有特殊的地理环境和气候特点，导致它是水土流失和荒漠化最为严重的地区之一，也是我国水土流失与荒漠化重点的监测地区。从近年来的监测结果上看内蒙古自治区土地荒漠化的现状特点为：水土流失严重，土地荒漠化面积大、分布广、程度重。据统计，截止至2019 年，内蒙古地区土地荒漠化面积约为12.16 亿亩，占整个自治区面积的65%，其中有三分之一的面积已经达到了沙漠化程度，并且仍在以每年近八百平方公里的速度在扩散。内蒙古地区土地水土流失和荒漠化按照程度不同，并根据《全国荒漠化监测主要技术规定》标准可以分为四级，分别为轻度、中度、重度和极重度，其中有28.37%的土地属于轻度荒漠化，39.68%的土地属于中度荒漠化，13.61%的土地属于重度荒漠化，18.34%的土地属于重度荒漠化。土地荒漠化对自治区内的居民的生活已经造成的严重的影响，据不完全统计全区一半以上的人口集中分布在荒漠化地区，而近10%的人口生活在重度荒漠化地区，甚至有些荒漠化严重的地区出现了“生态移民”现象。

4 3S 技术在水土保持与荒漠化防治中的应用

经上述分析可知，水土保持与荒漠化防治是当前我国环境治理中的首要问题，如果能够科学有效的缓解水土流失和土地荒漠化一方面能够促进我国农、林、牧、渔业的健康稳定发展，另一方面能够加快我国部分地区的经济发展，因此相关部门应该予以足够的重视。

4.1 地理信息系统的应用

在过去传统水土保持和荒漠化防治工作中，相关地理信息数据的采集主要是利用人工采集的手段进行收集和整理，在采集过程中往往需要消耗大量的人力物力，并且数据获取的准确性也较差，另外由于人工数据采集过程复杂，数据无法实现实时更新，因此监测工作也无法实现实时监测。但自从地理信息系统得到应用以来，人们能够借助计算机建立完善的地理空间数据库，通过数据库中的数据建立出精准的地理模型，同时利用地理信息系统获取地面信息范围广、效率高的优势，在提升地理信息数据采集有效性的同时也提升了数据采集的可靠性和准确性。总结来说，地理信息系统在进行荒漠化防治中具有以下特点：第一，在对数据进行分析时，能够实现使用地理模型并对地理模型进行动态分析，进而更好的做出正确的分析和决策。第二，地理信息系统自身具备数据采集、数据管理、数据分析和数据输出的功能，有效的保证了地理模型数据的传输效率和传输质量。第三，在对获取的地理信息进行分析评价时不再使用传统的人工计算的方式，而是通过计算机，实现计算机程序运算，极大程度的提升了地理数据信息的分析效率。

4.2 遥感技术的应用

在进行水土保持和荒漠化治理工作过程中，需要对当地的各项情况进行充分的了解，在过去的工作中，人们通常使用实地勘察的方式获取相应数据参数，这种勘察方式效率慢，准确度低，更严重的是无法掌握实时数据，监测和治理工作无法实现随时进行。近年来，随着科学技术的不断发展，遥感技术被逐渐应用到了水土保持和荒漠化防治当中。从勘测技术和效果上来说，实地勘察与遥感勘察差别不大，从勘测准确度上说，由于遥感技术在进行监测时采用的是多时相遥感影响复和技术，因此遥感技术监测具有更高的精确度。另外，在遥感技术的作用下，计算机能够生成不同地区的光谱变化图，人们再通过光谱变化图实施对数据信息进行动态监测，最后根据实际情况实施合理可行的水土保持和荒漠化防治措施。

4.3 全球定位系统的应用

近年来，全球定位系统技术在水土保持和荒漠化防治工作中也发挥了不可替代的作用。通过全球定位系统，人们能够快速、准确的获取土地利用数据，生成土地利用效果图并进行相应的分析。另外，通过全球定位系统，可以实现为监测工作提供实时的监测数据。目前我国水土流失主要可以分为人为性水土流失和自然性水土流失两种，借助于全球定位系统，人们能够同时实时监测及时准确的了解到监测地区水土流失的种类和原因，根据不同的种类和原因选择有针对性的治理方式。

总结来说，为了有效的保护我国生态环境，应该重点解决水土流失以及土地荒漠化问题，水土保持与荒漠化治理并不是一蹴而就的工作，需要相关部门长期坚持实施。实践表明，要想在此项工作上取得良好的效果就必须依靠进步的科技，其中3S 技术提供了重要的保障。希望通过本文的分析，能够为相关部门提供一定的借鉴和建议，进一步促进我国水土保持与荒漠化防治工作的顺利实施。