3S在水土保持與荒漠化防治中的應用*

李亞強，劉世增，王立，阿不都拉·艾克拜爾

1.新疆林科院園林綠化研究所；2.甘肅省生態環境監測監督管理局；3.甘肅農業大學林學院；4.新疆林科院森林生態研究所

在社會經濟迅猛發展、國民生活質量日漸提升的背景下，社會各界對生態建設工程和環境治理工作的關注度和重視度日漸提高。基于可持續發展的訴求，在環境治理中靈活應用3S技術（遙感技術、地理信息系統和全球定位系統）可精準定位、收集和監測水土流失和荒漠化等環境問題，構建科學、系統、高效的環境監測體系，推動環境治理的現代化、信息化發展。基于此，如何采取靈活有效的措施將3S技術應用于環境治理工作中，推動環境治理技術的升級，提高環境治理成效，是環境治理工作中應深思的核心問題。

一、荒漠化與水土流失現狀

由于我們在空間開發和經濟發展過程中對地理資源和環境過度利用和肆無忌憚地索取引發土地資源和水資源支配不當等問題，致使土質養分流失、地表覆蓋物遭受破壞、巖石裸露等，首當其沖成為發生水土流失問題的潛在隱患。風力侵蝕、水力侵蝕和重力侵蝕是我國水土流失的主要形式，就一般情況而言，水土流失速度相對較慢，但普通群眾的生產生活活動致使地表坡度問題加劇、水土流失速度加快等險情不斷顯現[1]，嚴重破壞環境資源和生態環境。荒漠化問題普遍形成于水土流失之后，荒漠化防治是我國保護土地資源的關鍵手段。在水土流失問題日漸嚴重的背景下，荒漠化問題愈加嚴重，伴隨著土地荒漠化范圍的擴張，部分地區的荒漠化問題導致水土流失問題加劇，甚至對周圍地區的環境造成不可逆轉的消極影響；尤其在部分西部地區，荒漠化問題嚴重制約區域經濟的發展，致使當地人民群眾的生活質量和物質水平難以提高。當面臨豐水年，一些地區遭遇特大暴雨時，泥石流和水土流失問題就會凸顯。例如，近期河南遭遇特大暴雨。一旦遇到強降雨來襲，3S技術在監測水土流失引發的泥石流，以及對山洪、地質災害風險的預判可發揮關鍵作用，確保防汛搶險和保障人民生命財產安全。

二、3S技術之于荒漠化防治和水土保持的價值

在信息科技飛速升級的背景下，3S技術日漸成熟，應用范圍持續擴展，其已成為研究者獲取和分析信息的關鍵手段。在新發展階段，傳統技術亦難以滿足荒漠化防治和水土保持的訴求，無法取得顯著的治理成效。而在荒漠化防治和水土保持等環境問題的治理中應用3S技術可有效彌補傳統治理技術的弊端和劣勢，提高數據分析的精準性，為環境治理工作的決策提供關鍵的技術保障和數據支持。在科學技術的推動下，3S技術升級不斷加速，其在環境治理工作中的價值日漸凸顯，助力不斷提升環境治理效果。就3S技術而言，遙感技術（RS）是環境治理過程中作用最關鍵、應用范圍最廣的一項技術。在環境治理中，相關工作者可憑借遙感技術分析和傳遞遠程數據信息，提高實地分析和現場檢測的精準度和便捷度，有效降低環境治理過程中的財力、物力和人力投入，提高荒漠化防治和水土保持的質量和成效；地理信息系統（GIS）在收據數據領域具備強大優勢[2]，可實時收集荒漠化治理與水土保持工作所需的數據信息，提高數據信息的精準度；有機融合全球定位系統（GPS）和遙感技術可提高數據信息分析的精準度，為擬定科學專業的環境治理對策提供強大的數據保障，提高環境治理工作的針對性。在環境治理過程中，必須有機結合遠程監控系統與其他系統，充分發揮3S技術的綜合性能，才能發揮遠程監控系統的最大優勢，實現環境治理的最優成效。

三、3S技術之于荒漠化防治和水土保持的應用措施

（一）遙感技術

人造衛星發射與遙感技術的發展緊密相連，因此，遙感技術被廣泛應用于氣象觀測、導彈偵查、測繪、軍事預警等領域。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區，其植被覆蓋亦各不相同，即使特定的地理位置，其地形的差異亦將導致植被覆蓋率的差異。基于此類現象，相關工作者若以人工走訪的形式考察各地地形和植被覆蓋率，將耗費巨大的人力、物力和財力，且耗費大量時間。而將遙感技術應用于荒漠化防治和水土保持中，可憑借多時相的遙感影像技術，甄別和分類相同地區或不同地區的不同植被和不同地形，制作具備差異的光譜變化圖形[3]，并以光譜變化圖形為依據分類土地資源；相關工作者亦可憑借遙感技術的傳輸、攝影、掃描等性能展開遠距離傳輸，從而提高數據監控的精準度，降低工作過程中的人力、物力和財力消耗，以便規整和統籌環境治理工作；相關工作者可以遙感技術為媒介展開動態監控，以相關的光譜變化圖形為依據解析衛星影片和航片，并通過綜合相關因素擬定精準的防治圖，從而提高荒漠化防治和水土保持的精確性和效率，提升數據信息的精準度，合理節約相應資源，進而推動國家經濟發展和生態環境的發展。

（二）全球定位系統

就荒漠化防治與水土保持工作而言，難以精準定位水土流失區域、荒漠化區域或遺漏水土流失點和荒漠化點是其中普遍存在的問題。在社會發展和時間流轉中，在人為因素和自然因素的干擾下，水土流失區域和荒漠化面積逐漸擴大，荒漠化防治和水土保持工作難度日漸提高，人工作業數據的更新與信息數據的更新難以同步，其精準度亦存在一定差異。就當前發展現狀而言，全球定位系統已普及于海陸空等多領域，國民生活中亦司空見慣。“高德地圖”“汽車定位系統”是社會生活中最常見的定位系統，靈活便利、精度高、時效性強、全天候是全球定位系統的顯著優勢和特征。全球定位系統可在衛星導航狀態下覆蓋全球[4]，以任意空間距離、任意地點為條件，都可為使用者提供精準的地理位置、時間和速度，展開導航和定位。在荒漠化防治和水土保持工作中，以衛星導航為基礎，全球定位系統可為相關工作者提供實時的定位服務，在所考察地區搜尋數據信息，從而獲得監控地區的精準動態三維模型。比如，若荒漠化土地的實地勘測點突發災難事故，相關工作者可憑借全球定位系統及時判斷地理位置，借助導航功能迅速到達事故地點，并對事故地點展開及時有效的搶險工作，有效降低損失，并深入分析該地區的土地結構，以此為參考提出針對性防治方案，有效縮減荒漠化面積。由此可知，全球定位系統的實效性、精準性等優勢可有效控制損失范圍，在荒漠化防治和水土保持工作的事故控制、土地利用分析、數據獲取等方面具備不可替代的價值。

（三）地理信息技術

地理信息技術是一項多學科、多領域交叉的技術，地理信息數據庫是其核心大本營，相關工作者可在數據分析過程中從地理信息數據庫調取相關數據信息。地理信息技術的特征在荒漠化防治和水土保持工作中主要體現為：采集、歸納、輸出荒漠化地區（水土流失地區）的地理信息數據，并將其精準無誤傳輸給相關工作者；實時動態解析和研究既定的地理模型，分析預判監控地區的所有地理指標，為相關工作者推斷該地荒漠化問題和水土流失問題、決策治理方案提供科學指導和依據[5]。借助計算機程序算法整理和研究空間數據，為相關工作者擬定荒漠化防治和水土方案提供條理分明的專業性支持。比如，相關工作者針對荒漠化防治和水土保持工作提出科學系統的方案，但條件尚未成熟，仍需完善，基于此，相關工作者可以地理信息系統呈現的動態地理位置為依據分析數據，針對性分析方案、探尋其中漏洞和缺點，并及時調整和優化防治方案，從而提高防治方案的詳盡性和精準度。相關工作者可借助地理信息系統的龐大數據庫[6]，以地理信息數據為依據更新已有信息數據，從而為擬定荒漠化防治和水土保持方案提供科學精準的判斷和依據，達到事半功倍的防治效果。

四、結束語

一言以蔽之，荒漠化防治和水土保持是現階段環境保護和治理的關鍵工作之一。就環境保護發展現狀而言，我國荒漠化防治和水土保持水平尚處于發展階段，3S技術在水土流失和荒漠化等環境問題治理中的應用亦存在諸多缺點，相關工作者在日常工作中必須不斷創新和優化3S技術的應用措施，創新和變革環境治理方式，推動環境治理和保護工作有序發展。就3S技術在荒漠化和水土保持中的應用現狀而言其作用極其顯著，特別是全方位實時監控體系可為環境治理部門提供豐富、充足的數據資料，為構建信息化環境治理系統提供保障，為構建和諧生態環境奠定基礎。