芻議3S技術(shù)在草原資源與生態(tài)監(jiān)測中的應用

摘要：

隨著社會發(fā)展的加快，人們對于生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測工作也越來越重視。由于傳統(tǒng)的監(jiān)測手段難以從根本上實現(xiàn)對預期目標的監(jiān)測。因此，必須將先進的監(jiān)測技術(shù)應用到生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測中。目前，3s技術(shù)已經(jīng)被應用到各個領(lǐng)域中，如：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，畜牧業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)等。本文就是對3s在監(jiān)測草原生態(tài)環(huán)境方面的應用情況，進行分析探討。

關(guān)鍵詞：

3s技術(shù)；生態(tài)環(huán)境；草原資源

中圖分類號：S812

文獻標識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20190330001

1對于3s技術(shù)在草原資源與生態(tài)監(jiān)測中的概述

隨著人口壓力與環(huán)境壓力的增大，人們的環(huán)保觀念也在日益增強，其中對完善生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測工作，已經(jīng)成為了人們構(gòu)建和諧社會的重要組成部分。環(huán)境保護涉及的方面是多樣的，但其最終目標是為了保護生態(tài)系統(tǒng)，避免遭受重大破壞[1]。GPS（全球定位系統(tǒng)），GIS（地理信息系統(tǒng)），RS（遙感系統(tǒng)），這3項技術(shù)統(tǒng)稱為3s技術(shù)，隨著科技的發(fā)展，3s技術(shù)的應用也是在日漸成熟，現(xiàn)在，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛運用到草原資源生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測當中。

2對3s技術(shù)進行概述

21GPS（全球定位系統(tǒng)）

該技術(shù)是衛(wèi)星導航與通訊進行相結(jié)合的一種技術(shù)，具有快速、高效、準確、覆蓋面廣等特點，能夠?qū)嚯x和時間進行測量。由于該系統(tǒng)具備較強的抗干擾能力。因此，在惡劣的天氣狀況下，仍然能夠?qū)臻g進行準確的定位。其中就包括車輛的調(diào)度、道路的建設以及監(jiān)控系統(tǒng)等，都具有應用。

22GIS（地理信息系統(tǒng)）

該系統(tǒng)運用計算機技術(shù)將地球表面的空間進行分布，然后采集地理數(shù)據(jù)，并收集、儲存、計算、分析、描述，GIS能夠處理多種地理空間數(shù)據(jù)，如：對空間定位、圖像遙感、屬性數(shù)據(jù)等，并將這些數(shù)據(jù)運用到城市建設中。與其它的監(jiān)測技術(shù)相比，具有經(jīng)濟性強、速度快的特點。該系統(tǒng)對環(huán)境的評估也是具有重要作用的，同時對災害的預測，城市的規(guī)劃，水利水電的發(fā)展都有著重要的參考價值，能對決策提高準確性。

23RS（遙感系統(tǒng)）

該系統(tǒng)可以根據(jù)不同的物體，將電磁波的特性根據(jù)不同的原理，來實現(xiàn)對地表物體信息的探測和提取。最終可以對遠距離的物體進行識別，其優(yōu)點就是信息更新速度快，可觀看的范圍大。把RS作為GIS的數(shù)據(jù)源，可以使信息進行實時更新，該技術(shù)不受探測的距離和領(lǐng)域的限制，所以在軍用與民用兩大方面，都有巨大貢獻，軍用比如導彈的預警，天氣的預測，太陽的觀測等。對于民用，比如說農(nóng)作物產(chǎn)量的研究，農(nóng)作物的防治問題等。

33s技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應用

31森林生態(tài)環(huán)境

該技術(shù)已經(jīng)在濕地、森林資源、森林病蟲害、森林火災等方面有著廣泛的應用。利用地理信息系統(tǒng)，結(jié)合專業(yè)的要素、地理要素、全球定位系統(tǒng)以及遙感技術(shù)，通過完善這些數(shù)據(jù)，從而形成強大的森林數(shù)據(jù)庫。將預測的模型數(shù)據(jù)，國家的方針政策進行結(jié)合，篩選出最優(yōu)的監(jiān)測和規(guī)劃方案。將地理信息系統(tǒng)與遙感系統(tǒng)相結(jié)合，得到宏觀的角度，并監(jiān)測出森林病蟲害的生長環(huán)境，從而對病蟲害的分布情況和生長環(huán)境進行實時的監(jiān)控以及風險評估，從而預測病蟲害的發(fā)展趨勢。另外要將智能化與專家系統(tǒng)相結(jié)合，能夠建立森林病蟲害治理方案模型[2]。在森林火災的防控方面，3s技術(shù)能夠?qū)馂那闆r，實時動態(tài)進行監(jiān)測，并對災害的受損情況進行評估。

32農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境

3s技術(shù)能夠監(jiān)測土壤次鹽堿化，土地沙漠化，土壤侵蝕情況，同時也能夠?qū)ν恋氐某掷m(xù)利用、土地的適宜性與生產(chǎn)能力進行評價，進而對土地環(huán)境監(jiān)測。除了定位的監(jiān)測以外，還能夠根據(jù)不同時間、同一影像進行實時對比，從而對土壤的水分情況，耕地的表面濕度和土地環(huán)境變化進行判斷，農(nóng)作物的長勢與環(huán)境，也可以用遙感成像技術(shù)，通過紅外線進行勘探。用3s技術(shù)為基礎(chǔ)，對耕地退化進行定量模型，從而進一步對耕地退化以及土地利用情況進行定量分析，并采取有效的措施，對推動進行合理的規(guī)劃和利用，制定出相應的調(diào)控措施。

33城市環(huán)境

3s技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)城市環(huán)境監(jiān)測，主要是對城市的規(guī)劃以及城市的污染等方面進行監(jiān)測，其內(nèi)容較廣，將3s技術(shù)應用到城市水污染的監(jiān)測中，用遙感成像可以獲得城市水的溫度、深度、分布以及泥沙情況。通過這些數(shù)據(jù)可以得知城市水體污染的程度是否與人為活動的影響有關(guān)。因為城市環(huán)境每天都發(fā)生著變化，具有一定的動態(tài)性。因此，在實時監(jiān)測的時候，應該注重監(jiān)測的手段需要具備動態(tài)性的特點。這樣才能實時進行更新數(shù)據(jù)，并對收集的數(shù)據(jù)進行科學分析。并能為城市的環(huán)境污染提供綜合治理的方案。利用3s技術(shù)對大氣污染狀況，實時監(jiān)測，其原理主要是將遙感系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)進行綜合使用，并結(jié)合航空多光譜攝影手段，對大氣的主要污染物進行監(jiān)測，并對其分布的區(qū)域進行準確定位。

34草原生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境

由于草原生態(tài)系統(tǒng)的層次性豐富并包含多個主體，因此為了滿足數(shù)據(jù)的需要，必須要建立大型的數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)我國實際生態(tài)環(huán)境狀況，將生態(tài)環(huán)境監(jiān)測分為地表定位監(jiān)測和宏觀遙感監(jiān)測。草原生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫是由地面的定位監(jiān)測與宏觀遙感數(shù)據(jù)庫構(gòu)成的。

4草原資源的主要研究內(nèi)容及實現(xiàn)方法

41草原資源類型

以地面調(diào)查的草原群落為單位，建立草原資源的類別，引用地面樣本進行定位，可以確定不同類型對應的影像特征，用分類的方法對草原資源類型進行描繪，制作數(shù)據(jù)圖，就可以獲得不同草原類型分布的范圍和面積[3]。

42草原生產(chǎn)力

確定地面樣本的測量，在對地上生物的容量和影像植被之間的指數(shù)關(guān)系，建立數(shù)學模型，并生成地上生物量數(shù)字分布圖。再根據(jù)草原的類型及其利用率為參數(shù)，進行計算各種類型的生產(chǎn)力。

43草原植被退化

根據(jù)地面的植物群落特征和土壤基層變化，在影像上對地面調(diào)查的樣本劃分退化等級，在影像的主要地方劃定出不同的草原退化類型等級，從而科學地取得草原退化分布區(qū)域圖。

44草原沙化

根據(jù)制定的沙化長度標準，利用影像特征，并根據(jù)地面樣本，在影響的地區(qū)劃分出不同草原類型的沙化等級，并計算各等級的面積，生成沙化數(shù)據(jù)圖。

45草原鹽漬化

通過遙感影像進行判斷讀寫，結(jié)合地面鹽漬化大草原類型資料，在草原資源類型圖上，劃定漬外區(qū)域，獲取鹽漬化的程度和面積。

46草原建設工程

根據(jù)3s技術(shù)影像與地面實地調(diào)查相結(jié)合，對草原的禁牧、圍封、飛播等生態(tài)工程等面積，進行生產(chǎn)力、分布狀況的確定。

5總結(jié)

為了更好地實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，我國必須要重視對生態(tài)環(huán)境的保護，尤其是對草原生態(tài)環(huán)境的保護。隨著3s技術(shù)的不斷發(fā)展，對草原資源的監(jiān)測效果更加明顯，有利于解決草原的污染、破壞、退化、沙化等問題，并提出相應的解決措施，增強治理的針對性和有效性。同時，也要結(jié)合專家系統(tǒng)進行監(jiān)測，能夠使環(huán)境監(jiān)測更具智能化和人性化，從而有效改善草原環(huán)境污染問題，緩解草原資源短缺的現(xiàn)象，并能為環(huán)境保護和社會經(jīng)濟的發(fā)展提供有價值的參考，促進草原資源的可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻

[1] 俞慧云. “3S”技術(shù)在草原類型、植被蓋度及生產(chǎn)力普查中的應用研究[D].甘肅農(nóng)業(yè)大學，2016.

[2] 哈布日喜勒. 基于3S技術(shù)的正藍旗草原資源研究[D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學，2011.

[3] 董永平，吳新宏，李新一，等.3S技術(shù)在草原資源與生態(tài)狀況研究中的應用——以內(nèi)蒙古自治區(qū)鑲黃旗為例[J].草地學報，2004（04）：327-331.

作者簡介：

葉子（1988- ），女，土族，青海省西寧市人，碩士研究生，工程師，研究方向：農(nóng)業(yè)管理。