自動化信息技術在水土保持監(jiān)測中的應用

張成

【摘要】 水土保持監(jiān)測是指對水土流失及其治理動態(tài)實施監(jiān)測，并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析評價水土流失危害及其治理成效的過程。本文介紹了水土保持信息化概況，結合青島市水土保持監(jiān)測平臺分析了自動化信息技術在水土保持監(jiān)測中的具體應用，簡述了3S技術在未來水土保持信息化建設中的應用前景。

【關鍵詞】 水土保持 自動化信息技術 3S技術

一、水土保持信息化概況

水土保持信息化是指運用自動化信息技術，對水土保持相關數(shù)據(jù)進行采集、傳輸、存儲、分析，最終得出水土保持解決策略的過程。現(xiàn)階段，我國水土保持信息化建設已初見成效，信息化基礎設施建設穩(wěn)步推進，建立了較為完整的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)存儲體系。然而，在數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)共享、策略制定等后期數(shù)據(jù)分析處理領域相對滯后。水利部印發(fā)的《全國水土保持信息化規(guī)劃（2013～2020年）》中提出，水土保持信息化建設的總目標為：到2020年，初步建成覆蓋全國各級水土保持部門的數(shù)據(jù)采集、傳輸、交換和發(fā)布體系，建成國家、流域和省三級水土保持數(shù)據(jù)中心，形成上下貫通、完善高效的全國水土保持信息化基礎平臺。由此可見，建設具備數(shù)據(jù)共享、策略分析、公眾信息服務功能的現(xiàn)代化水土保持監(jiān)測系統(tǒng)是水土保持信息化建設的主要方向。……

二、自動化信息技術的具體應用

青島市水土保持監(jiān)測系統(tǒng)共包含五個水土保持監(jiān)測子站，分別位于青島市轄區(qū)內的五個不同區(qū)市，監(jiān)測中心設置在青島市水利局西海岸供水管理處。本系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)、平臺軟件及服務器系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)三大部分。

1、數(shù)據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)。數(shù)據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)分布在五個水土保持子站，通過就地傳感器實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測。主要包括土壤溫濕鹽傳感器、降雨量傳感器、氣象傳感器，分別對徑流小區(qū)內的溫濕度、電導率、降雨量、風速、風向等水土保持數(shù)據(jù)進行實時采集，通過水土保持子站內的RTU（遠程終端控制模塊）對傳感器采集的各類數(shù)據(jù)進行預處理，并通過GPRS網(wǎng)絡傳輸至水土保持監(jiān)測中心，進行下一步的數(shù)據(jù)存儲和分析。

3、平臺軟件及服務器系統(tǒng)。本部分主要包含水土保持監(jiān)測平臺組態(tài)軟件和數(shù)據(jù)服務器。組態(tài)軟件提供整個監(jiān)測系統(tǒng)的人機交互界面，主要包括實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線、數(shù)據(jù)表格四個界面。實時數(shù)據(jù)界面將數(shù)據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)顯示在實時數(shù)據(jù)子畫面中，監(jiān)測五個水保子站徑流小區(qū)的實時運行狀態(tài)。歷史數(shù)據(jù)界面依托于數(shù)據(jù)庫技術，將服務器中存儲的歷史數(shù)據(jù)以報表形式顯示在界面中。歷史曲線界面將溫濕度、電導率、降雨量等數(shù)據(jù)以曲線的形式顯示，方便直觀地進行數(shù)據(jù)分析研究。數(shù)據(jù)表格界面在每一場降雨結束后，自動生成包含本次降雨的起止時間、降雨量、雨強、泥水含沙量等數(shù)據(jù)的表格，保存在數(shù)據(jù)庫中，進行數(shù)據(jù)歸類存檔。數(shù)據(jù)服務器系統(tǒng)采用工業(yè)級服務器，對水土保持監(jiān)測數(shù)據(jù)進行安全有效的存儲，為組態(tài)軟件的功能實現(xiàn)提供硬件支持。

3、視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對徑流小區(qū)內的土壤侵蝕、植被覆蓋、天氣狀況等水土保持圖像信息的實時監(jiān)控，同時對水保站內的自動化設備運行狀況進行反饋。本系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡攝像機、交換機、顯示器、視頻服務器等設備組成。網(wǎng)絡攝像機采集各個徑流小區(qū)的視頻信息，通過光纖專線將視頻信號傳輸至水土保持監(jiān)測中心，在顯示器上進行分屏顯示、并將信號存儲至視頻服務器中。

三、3S技術在未來水保監(jiān)測中的應用

3S技術是遙感技術（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）的統(tǒng)稱，是空間技術、傳感器技術、衛(wèi)星定位技術和計算機通信技術相結合，對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現(xiàn)代信息技術。在水土保持監(jiān)測中，土地利用現(xiàn)狀、植被、土壤、地質狀況等數(shù)據(jù)通過RS技術采集至數(shù)據(jù)服務器，數(shù)據(jù)分類矢量化后加入到GIS數(shù)據(jù)圖層中，結合地形圖生成空間數(shù)據(jù)模型，建立水土保持空間數(shù)據(jù)庫。利用GPS系統(tǒng)進行空間定位，確保各項監(jiān)測數(shù)據(jù)在不同的時間點上保持相同的地理坐標，實現(xiàn)通過地理坐標進行水土保持信息的檢索查詢。三者結合，建立完善的水土保持監(jiān)測信息管理系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)可以實時獲取精確、完整的數(shù)據(jù)資料，為水土流失監(jiān)測、水土保持規(guī)劃、水土流失防治提供科學的方法和依據(jù)。3S技術是一種新興的自動化信息技術，具備準確度高、覆蓋面廣、時效性好的優(yōu)點，將被廣泛的應用到未來水土保持信息化建設中。

結束語：隨著我國水土流失防治工作的不斷推進，水土保持信息化建設逐漸得到有關部門的高度重視。自動化信息技術作為現(xiàn)代科學技術的結晶，為建成科學化、系統(tǒng)化、高效化的水土保持監(jiān)測平臺提供了強大的技術支撐。隨著水土保持信息化建設的不斷推進，自動化信息技術將體現(xiàn)出更高的應用價值和廣闊的發(fā)展前景。

參 考 文 獻

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[2]…程燕妮，…趙院.…全國水土保持監(jiān)測信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計…[J].…水土保持通報，…2007，27（4）：26-29.endprint