3S在水土保持与荒漠化防治中的应用*

李亚强，刘世增，王立，阿不都拉·艾克拜尔

1.新疆林科院园林绿化研究所；2.甘肃省生态环境监测监督管理局；3.甘肃农业大学林学院；4.新疆林科院森林生态研究所

在社会经济迅猛发展、国民生活质量日渐提升的背景下，社会各界对生态建设工程和环境治理工作的关注度和重视度日渐提高。基于可持续发展的诉求，在环境治理中灵活应用3S技术（遥感技术、地理信息系统和全球定位系统）可精准定位、收集和监测水土流失和荒漠化等环境问题，构建科学、系统、高效的环境监测体系，推动环境治理的现代化、信息化发展。基于此，如何采取灵活有效的措施将3S技术应用于环境治理工作中，推动环境治理技术的升级，提高环境治理成效，是环境治理工作中应深思的核心问题。

一、荒漠化与水土流失现状

由于我们在空间开发和经济发展过程中对地理资源和环境过度利用和肆无忌惮地索取引发土地资源和水资源支配不当等问题，致使土质养分流失、地表覆盖物遭受破坏、岩石裸露等，首当其冲成为发生水土流失问题的潜在隐患。风力侵蚀、水力侵蚀和重力侵蚀是我国水土流失的主要形式，就一般情况而言，水土流失速度相对较慢，但普通群众的生产生活活动致使地表坡度问题加剧、水土流失速度加快等险情不断显现[1]，严重破坏环境资源和生态环境。荒漠化问题普遍形成于水土流失之后，荒漠化防治是我国保护土地资源的关键手段。在水土流失问题日渐严重的背景下，荒漠化问题愈加严重，伴随着土地荒漠化范围的扩张，部分地区的荒漠化问题导致水土流失问题加剧，甚至对周围地区的环境造成不可逆转的消极影响；尤其在部分西部地区，荒漠化问题严重制约区域经济的发展，致使当地人民群众的生活质量和物质水平难以提高。当面临丰水年，一些地区遭遇特大暴雨时，泥石流和水土流失问题就会凸显。例如，近期河南遭遇特大暴雨。一旦遇到强降雨来袭，3S技术在监测水土流失引发的泥石流，以及对山洪、地质灾害风险的预判可发挥关键作用，确保防汛抢险和保障人民生命财产安全。

二、3S技术之于荒漠化防治和水土保持的价值

在信息科技飞速升级的背景下，3S技术日渐成熟，应用范围持续扩展，其已成为研究者获取和分析信息的关键手段。在新发展阶段，传统技术亦难以满足荒漠化防治和水土保持的诉求，无法取得显著的治理成效。而在荒漠化防治和水土保持等环境问题的治理中应用3S技术可有效弥补传统治理技术的弊端和劣势，提高数据分析的精准性，为环境治理工作的决策提供关键的技术保障和数据支持。在科学技术的推动下，3S技术升级不断加速，其在环境治理工作中的价值日渐凸显，助力不断提升环境治理效果。就3S技术而言，遥感技术（RS）是环境治理过程中作用最关键、应用范围最广的一项技术。在环境治理中，相关工作者可凭借遥感技术分析和传递远程数据信息，提高实地分析和现场检测的精准度和便捷度，有效降低环境治理过程中的财力、物力和人力投入，提高荒漠化防治和水土保持的质量和成效；地理信息系统（GIS）在收据数据领域具备强大优势[2]，可实时收集荒漠化治理与水土保持工作所需的数据信息，提高数据信息的精准度；有机融合全球定位系统（GPS）和遥感技术可提高数据信息分析的精准度，为拟定科学专业的环境治理对策提供强大的数据保障，提高环境治理工作的针对性。在环境治理过程中，必须有机结合远程监控系统与其他系统，充分发挥3S技术的综合性能，才能发挥远程监控系统的最大优势，实现环境治理的最优成效。

三、3S技术之于荒漠化防治和水土保持的应用措施

（一）遥感技术

人造卫星发射与遥感技术的发展紧密相连，因此，遥感技术被广泛应用于气象观测、导弹侦查、测绘、军事预警等领域。在荒漠化防治和水土保持工作中，由于地理位置各不相同的地区，其植被覆盖亦各不相同，即使特定的地理位置，其地形的差异亦将导致植被覆盖率的差异。基于此类现象，相关工作者若以人工走访的形式考察各地地形和植被覆盖率，将耗费巨大的人力、物力和财力，且耗费大量时间。而将遥感技术应用于荒漠化防治和水土保持中，可凭借多时相的遥感影像技术，甄别和分类相同地区或不同地区的不同植被和不同地形，制作具备差异的光谱变化图形[3]，并以光谱变化图形为依据分类土地资源；相关工作者亦可凭借遥感技术的传输、摄影、扫描等性能展开远距离传输，从而提高数据监控的精准度，降低工作过程中的人力、物力和财力消耗，以便规整和统筹环境治理工作；相关工作者可以遥感技术为媒介展开动态监控，以相关的光谱变化图形为依据解析卫星影片和航片，并通过综合相关因素拟定精准的防治图，从而提高荒漠化防治和水土保持的精确性和效率，提升数据信息的精准度，合理节约相应资源，进而推动国家经济发展和生态环境的发展。

（二）全球定位系统

就荒漠化防治与水土保持工作而言，难以精准定位水土流失区域、荒漠化区域或遗漏水土流失点和荒漠化点是其中普遍存在的问题。在社会发展和时间流转中，在人为因素和自然因素的干扰下，水土流失区域和荒漠化面积逐渐扩大，荒漠化防治和水土保持工作难度日渐提高，人工作业数据的更新与信息数据的更新难以同步，其精准度亦存在一定差异。就当前发展现状而言，全球定位系统已普及于海陆空等多领域，国民生活中亦司空见惯。“高德地图”“汽车定位系统”是社会生活中最常见的定位系统，灵活便利、精度高、时效性强、全天候是全球定位系统的显著优势和特征。全球定位系统可在卫星导航状态下覆盖全球[4]，以任意空间距离、任意地点为条件，都可为使用者提供精准的地理位置、时间和速度，展开导航和定位。在荒漠化防治和水土保持工作中，以卫星导航为基础，全球定位系统可为相关工作者提供实时的定位服务，在所考察地区搜寻数据信息，从而获得监控地区的精准动态三维模型。比如，若荒漠化土地的实地勘测点突发灾难事故，相关工作者可凭借全球定位系统及时判断地理位置，借助导航功能迅速到达事故地点，并对事故地点展开及时有效的抢险工作，有效降低损失，并深入分析该地区的土地结构，以此为参考提出针对性防治方案，有效缩减荒漠化面积。由此可知，全球定位系统的实效性、精准性等优势可有效控制损失范围，在荒漠化防治和水土保持工作的事故控制、土地利用分析、数据获取等方面具备不可替代的价值。

（三）地理信息技术

地理信息技术是一项多学科、多领域交叉的技术，地理信息数据库是其核心大本营，相关工作者可在数据分析过程中从地理信息数据库调取相关数据信息。地理信息技术的特征在荒漠化防治和水土保持工作中主要体现为：采集、归纳、输出荒漠化地区（水土流失地区）的地理信息数据，并将其精准无误传输给相关工作者；实时动态解析和研究既定的地理模型，分析预判监控地区的所有地理指标，为相关工作者推断该地荒漠化问题和水土流失问题、决策治理方案提供科学指导和依据[5]。借助计算机程序算法整理和研究空间数据，为相关工作者拟定荒漠化防治和水土方案提供条理分明的专业性支持。比如，相关工作者针对荒漠化防治和水土保持工作提出科学系统的方案，但条件尚未成熟，仍需完善，基于此，相关工作者可以地理信息系统呈现的动态地理位置为依据分析数据，针对性分析方案、探寻其中漏洞和缺点，并及时调整和优化防治方案，从而提高防治方案的详尽性和精准度。相关工作者可借助地理信息系统的庞大数据库[6]，以地理信息数据为依据更新已有信息数据，从而为拟定荒漠化防治和水土保持方案提供科学精准的判断和依据，达到事半功倍的防治效果。

四、结束语

一言以蔽之，荒漠化防治和水土保持是现阶段环境保护和治理的关键工作之一。就环境保护发展现状而言，我国荒漠化防治和水土保持水平尚处于发展阶段，3S技术在水土流失和荒漠化等环境问题治理中的应用亦存在诸多缺点，相关工作者在日常工作中必须不断创新和优化3S技术的应用措施，创新和变革环境治理方式，推动环境治理和保护工作有序发展。就3S技术在荒漠化和水土保持中的应用现状而言其作用极其显著，特别是全方位实时监控体系可为环境治理部门提供丰富、充足的数据资料，为构建信息化环境治理系统提供保障，为构建和谐生态环境奠定基础。