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遥感技术在小流域信息化监管工作中的应用与探索
摘要:文章介绍了遥感技术在小流域监管工作中规划设计复核、施工建设督导、竣工验收辅助、实施效果评估等方面的应用,并提出了其在提升小流域规划设计能力、深化综合治理效果动态研究、助力信息化监管数据管理系统建设等优化改进和深层次应用的探索,助推水土保持管理工作进一步提高信息化监管能力和水平。
关键词:遥感技术;小流域综合治理;信息化监管;
小流域综合治理是一项系统而复杂的工程,规划设计、施工建设、竣工验收、管护使用,每一个阶段都要严格按照水土保持管理和技术要求执行,才能确保工程建设落到实处、发挥实效。传统通过繁杂图件、报表、文件进行管理的工作方式,很难准确掌握小流域水土保持措施的执行度和治理动态,也难以了解水土流失的发展趋势,工作效率不高,科学性和经济性不能满足日益发展的水土保持实践的需要。
一、遥感技术在小流域信息化监管工作中的应用
1.复核规划设计。小流域规划设计多采用传统地形图作为参考底图,但由于传统地形图绘制年代较早,现势性较差,造成了规划水保措施图斑精度不高的问题。小流域治理实施过程中,会出现规划水保措施图斑无法满足施工条件或完成数量不满足设计要求而需要变更的状况,影响了小流域综合治理工程的顺利开展。应用高分遥感影像辅助小流域规划设计的审核,一定程度上会改善这种状况。通过高分遥感影像资料,获取小流域地表的现状要素图件,包括地形、地貌和土地利用类型等,将之与规划设计水土保持措施布局图进行空间叠加,分析措施类型适宜性、措施范围和边界合理性,是否违反了水土保持相关法律法规和技术规范的要求等。高分遥感影像在小流域综合治理工程规划设计复核阶段的应用,可以及时、准确地发现小流域各项水土保持措施规划设计的不适宜性和不合理性问题,辅助规划设计阶段的专家评审工作,及时纠正存在的问题,有针对性地对小流域规划设计提出科学合理的改进意见。
2.督导施工建设。基于一套科学合理的规划设计和建设方案,小流域综合治理项目才能确保各项建设内容按规划落实,并取得最佳的实施效果。然而,小流域工程建设是一个长期的过程,受自然条件、气候、人为干预等因素影响,会产生进度和质量问题。项目管理部门对在建项目的管理,主要是对项目的进度管理,督促施工单位严格执行工程进度计划并及时发现、纠正项目建设过程中的质量问题、与规划设计的脱节问题等。遥感技术的辅助,为项目管理者提供了客观、准确的依据。核查阶段,实时获取项目区高分遥感影像或无人机航摄影像,叠加各项水保措施规划布局图斑,通过影像特征纹理判读措施是否按照规划设计执行,统计实际完成数量,并进一步结合现场调查结果,全面掌握项目工程进度和建设情况。这一过程实现了对在建项目的精细化管理,在减少现场核查工作量的同时提高了核查精度。
3.辅助竣工验收。项目竣工后,项目审批部门对小流域综合治理项目进行竣工验收。竣工验收是对项目完成情况定性定量的综合评价,需全面核定小流域内各项措施完成工程量、质量、工程执行情况等,其中工程量的核定最为关键。山区小流域项目措施位置较为分散,且地形复杂,验收工作耗时费力。项目竣工初期,及时收集实时遥感影像资料,快速、准确地获取竣工措施图斑的数量和分布,为竣工结算提供统计数据依据。进一步对比措施规划设计,分析各类型水保措施实际执行情况,为竣工验收审核提供技术支撑。遥感技术的应用不仅为小流域竣工验收提供了更为方便、快捷的方式,同时切实解决了新增或变更工程量的核算缺乏准确依据的问题。
4.评估实施效果。小流域综合治理项目经过科学地规划、高标准地实施,在完成建设任务的同时也实现了初步的治理目标,流域内自然资源配置得到进一步优化,当地群众生产生活所需得到改善。但小流域内部环境始终处在发展变化中,各项水保措施受自然灾害、人为破坏影响,不可避免会出现一定的损毁现象,为了确保小流域各项措施保存完整,且持续发挥水土流失治理和生态环境修复的长效作用,需要对小流域实施效果进行监测评估。小流域实施效果的评估,水保措施保存情况和水土流失消长情况是两个重要的综合评价指标。目前,高分系列卫星遥感影像高空间分辨率、时间分辨率的优势能够很好满足我们的监测需求。通过高分遥感影像调查流域内各项水保措施的保存情况,及时发现损毁区域,调查分析损毁原因,必要时采取一定的措施进行修复并加强管护手段。
二、遥感技术辅助小流域信息化监管工作应用探索
1.提升小流域规划设计能力。小流域综合治理工程规划设计需综合考虑流域地貌特征、水土流失情况,结合土地利用规划调查结果和流域实际情况,因地制宜、统筹布局各项水土保持治理措施,是小流域信息化监管的基础。其规划设计精度直接影响小流域综合治理项目实施过程中的实际执行情况,以及后期实施效果的评估结果,为进一步提高小流域规划设计精度和科学性、全局性,以传统地形图为主要参考依据的设计方法亟需改变。遥感技术在小流域规划设计前期现场勘查调研过程的应用,能够有效提高水保措施图斑的设计精度。通过应用高分遥感影像,全面调查小流域地形地貌分布、土地利用类型分布、水土流失及治理现状分布等,建立健全规划设计现场勘查空间数据库。依据水土保持相关法律法规和技术要求,综合分析规划设计现场勘查空间数据库数据资料,有针对性地进行勘查设计,提高规划设计水土保持措施图斑的精度,保障后期小流域综合治理项目实施过程中各项措施按照设计和施工要求实施,避免规划设计精度不高造成过多的措施变更,保证实际施工和设计方案保持同步。
2.深化综合治理效果动态研究。小流域综合治理是一个动态发展的过程,流域内生态环境经过综合治理在向良性改善的同时,受自然环境、气候灾害、人为破坏等因素影响,也会暴露出局部恶性发展的问题。通过应用遥感技术,对小流域综合治理效果进行长期的跟踪监测和研究,重点关注土壤侵蚀强度加剧变化、易发生水土流失危害的区域,结合地形地貌、地理要素分布情况,综合分析其变化原因、总结变化规律,为当地政府或其他部门提出改造治理和灾害预防的建议,并提供相关数据支撑。
3.助力信息化监管数据管理系统建设。遥感技术在小流域建设管理工作中的全程应用,形成了大量有价值的数据资料。在小流域治理不同阶段,实时遥感影像是对小流域治理现状的宏观展示;应用遥感影像获取的水保措施图斑信息是对小流域实施情况的具体量化;基于地学分析生产的各类遥感专题产品是对小流域生态环境和治理效果的客观反映。丰富的数据资料给小流域信息化监管数据管理系统的建设提供了数据基础。未来,随着遥感技术在小流域综合治理工作中的全面应用和深入研究,将产生大量数据辅助小流域信息化监管数据管理系统的应用。通过统一的标准、规范对小流域数据资料进行采集和加工,形成高质量的小流域基础数据,建立数字化、标准化管理模式。利用GIS系统具备的空间查询和分析功能,统计分析小流域水保措施建设完成情况、水土流失治理情况、林草覆盖变化情况等,为小流域工程管理和效益评价提供科学依据,提升小流域监管工作的信息化、智能化水平。
总之,遥感技术在小流域信息化监管工作中的应用,为水土保持信息化建设提供了助力。通过收集小流域治理不同阶段遥感影像,采集获取水保措施分布图斑,统计分析各项措施完成数量变化情况,实时监管小流域治理项目工程建设全过程,以数据和图斑信息来管理小流域治理项目,管理方法更科学,管理内容更直观、准确。基于遥感影像产生小流域土壤侵蚀强度变化、土地利用分布以及植被覆盖等专题矢量数据,综合评估小流域实施效果,加强研究深度和广度,为管理者提供多维度的管理决策依据。
参考文献:
[1]周嵘,陈芳孝,赵宇杨,等. 强化遥感等现代信息技术应用不断提升首都水土保持工作水平[J]. 中国水土保持,2018(3):6-7.
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